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中國科學(xué)院化學(xué)研究所最新研究成果顯示，鄭健團(tuán)隊成功創(chuàng)制了一種新型碳同素異形體單晶——單層聚合碳60。
碳材料家族再添一名新成員
據(jù)中國科學(xué)報，6月16日，在中國科學(xué)院舉行的新聞發(fā)布會上，中國科學(xué)院化學(xué)研究所（以下簡稱化學(xué)所）研究員鄭健團(tuán)隊公布一項(xiàng)重要成果，經(jīng)過團(tuán)隊前后10年時間不斷探索，終于成功創(chuàng)制了一種新型碳同素異形體單晶——單層聚合碳60。
這種新材料由被稱為“富勒烯”的足球形狀C60分子在平面上有規(guī)律地逐個排列，相互連接形成一層牢固的“足球”網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。未來有望應(yīng)用于半導(dǎo)體、量子計算、化學(xué)催化等領(lǐng)域。
相關(guān)成果6月16日刊發(fā)在《自然》(Nature)雜志。《自然》發(fā)表了鄭健作為唯一通訊作者的論文。論文報道，該工作在常壓下通過簡單的反應(yīng)條件，創(chuàng)制了一種新型碳同素異形體單晶——單層聚合C60，具有較高的結(jié)晶度和良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性，為碳材料研究提供了全新的思路。此項(xiàng)研究也為龐大的碳材料家族再添一名新成員。
（圖片來源：中國科學(xué)院網(wǎng)）
碳材料被納入十四五規(guī)劃
潛在應(yīng)用空間廣闊
據(jù)悉，論文發(fā)表后很快得到國際碳材料領(lǐng)域的高度關(guān)注。專家們相信，該材料在非線性光學(xué)和功能化電子器件方面具有巨大應(yīng)用前景，在超導(dǎo)、量子計算、自旋輸運(yùn)、信息及能量存儲、催化等領(lǐng)域也具有潛在的應(yīng)用。
碳材料的性能與其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此研究新的二維碳同素異形體，特別是具有帶隙的新型結(jié)構(gòu)，建立結(jié)構(gòu)與物性之間的關(guān)聯(lián)，具有重要意義。制備新型碳材料一直是材料領(lǐng)域的前沿科學(xué)問題，以富勒烯、碳納米管、石墨烯、石墨炔為代表的新型碳材料，其每一次發(fā)現(xiàn)都引發(fā)了材料學(xué)研究熱潮。
早在去年8月份，工信部發(fā)文表示，下一步將以重大關(guān)鍵技術(shù)突破和創(chuàng)新應(yīng)用需求為主攻方向，進(jìn)一步強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)，將碳基材料納入“十四五”原材料工業(yè)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，并將碳化硅復(fù)合材料、碳基復(fù)合材料等納入“十四五”產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，以全面突破關(guān)鍵核心技術(shù)，提高碳基新材料等產(chǎn)品質(zhì)量，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。
（圖片來源：工信部網(wǎng)）
據(jù)國元證券研報指出，在當(dāng)前碳中和政策加持下，光伏行業(yè)景氣度正高，全球光伏新增裝機(jī)量有望持續(xù)上升，2021至2023年全球新增光伏裝機(jī)有望達(dá)到約665GW，推動單晶爐需求量不斷提升。同時伴隨著光伏熱場尺寸不斷提升，碳基復(fù)合材料成本優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，滲透率有望持續(xù)提升，估算光伏熱場碳基復(fù)合材料市場需求有望在2023年達(dá)到約50億元，相比2020年增長約118%。
多家上市公司在研項(xiàng)目涉及碳材料
證券時報·數(shù)據(jù)寶統(tǒng)計，目前布局碳材料的上市公司20多家，A股市值合計3415.65億元。6月以來這些概念股全線上漲，平均漲幅達(dá)到15.6%，是同期滬指漲幅的3.81倍。索通發(fā)展、四方達(dá)、天宜上佳、飛榮達(dá)等股累計漲幅超30%。
按照區(qū)間成交均價計算，北上資金6月以來增持超千萬的股票是格林美、天奈科技、道氏技術(shù)、南都電源、中鋼天源、方大炭素等。
數(shù)據(jù)寶統(tǒng)計，從未來增長潛力來看，按照5家以上機(jī)構(gòu)一致預(yù)測，7股今后三年凈利潤增速均值超過20%，分別是天奈科技、天宜上佳、格林美、貝特瑞、四方達(dá)、楚江新材、索通發(fā)展；天奈科技增速均值77.56%排在首位。
天奈科技主要從事納米級碳材料及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。公司年報透露，已經(jīng)和日韓知名動力鋰電池企業(yè)共同開發(fā)碳納米管導(dǎo)電漿料在硅基負(fù)極中的應(yīng)用，并且測試情況良好，預(yù)計未來將實(shí)現(xiàn)大批量供貨。
道氏技術(shù)的碳材料產(chǎn)品主要包括石墨烯導(dǎo)電劑和碳納米管導(dǎo)電劑，公司在產(chǎn)銷規(guī)模、客戶結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品研發(fā)實(shí)力等方面處于行業(yè)第一梯隊，能根據(jù)下游客戶要求定制生產(chǎn)石墨烯和碳納米管全系列導(dǎo)電劑漿料。
中國寶安的2021年年報顯示，旗下深瑞墨烯建設(shè)的年產(chǎn)40萬平方米的石墨烯導(dǎo)熱膜產(chǎn)線均已投產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)批量供貨。
中石科技在研項(xiàng)目包括高導(dǎo)熱通量石墨烯散熱膜開發(fā)、超厚石墨膜開發(fā)等。根據(jù)日本富士經(jīng)濟(jì)出版的報告，公司是人工合成高導(dǎo)熱石墨膜全球龍頭公司。
翔豐華已涉及硅碳負(fù)極、B型-二氧化鈦、石墨烯等新型碳材料領(lǐng)域，并具備了產(chǎn)業(yè)化基本條件；研究項(xiàng)目包括多孔石墨烯材料及其簡易制備技術(shù)、高品質(zhì)石墨烯的低成本制備技術(shù)、石墨烯導(dǎo)電添加劑研究和產(chǎn)業(yè)化等。
方大炭素依托石墨烯新材料研究院和炭素材料研究院，向碳碳復(fù)合材料、石墨烯研發(fā)與應(yīng)用、核石墨研制等高端產(chǎn)業(yè)鏈不斷延伸。2021年公司生產(chǎn)石墨炭素制品19.63萬噸，其中石墨電極16.93萬噸，炭磚1.93萬噸。
易成新能年報透露，2021年完成石墨烯導(dǎo)熱膜和燃料電池雙極板的研究與開發(fā)，實(shí)現(xiàn)Φ750mm、Φ650mm電極規(guī)?；可a(chǎn)，建成了石墨雙極板中試示范線和石墨烯導(dǎo)熱膜示范線。
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責(zé)任編輯：何予
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