如果考慮到傳統硅基材料,如水泥、玻璃以及鋼鐵工業(yè)從采礦到成品過(guò)程的污染和綜合能耗,碳材料的優(yōu)勢則更加明顯。
當然,傳統材料利益鏈條的受益者會(huì )列舉出各種反駁的理由為自己辯護,以高端飛機的發(fā)動(dòng)機為例,今天以航空煤油驅動(dòng)的飛機不論是渦噴還是渦扇發(fā)動(dòng)機都將面新型以太陽(yáng)能和其他清潔能源為代表的電動(dòng)或磁驅動(dòng)航空器的挑戰,正如今天的汽車(chē)引擎正在被新型電機取代一樣。支撐主流的飛機發(fā)動(dòng)機的關(guān)鍵材料必然轉向新一代的結構材料體系。正在到來(lái)的新一代光伏材料,也是以碳基有機光電材料如薄膜材料,利用量子效應來(lái)提高能量轉換效率的。遺憾的是,由于目前主流的光伏材料因為不考慮環(huán)境代價(jià)的惡性競爭,價(jià)格過(guò)低,導致新興光電材料遲遲不能面市,甚至被迫取消生產(chǎn)計劃,只保留研發(fā)能力。
喧嘩總歸一時(shí),科學(xué)的創(chuàng )新才是長(cháng)久的。碳纖維已經(jīng)開(kāi)始在航空、汽車(chē)等領(lǐng)域取代鋼鐵。更有趣的是,航空器與地面汽車(chē)采用的碳纖維復合材料,盡管出于成本上的考慮,成分和加工處理工藝會(huì )略有差異,但基本的工藝流程是完全一致的,這就意味著(zhù),今天生產(chǎn)各種用途碳復合材料的企業(yè),都可以具備生產(chǎn)低空航空器相關(guān)部件的能力。隨著(zhù)中國國內空域管理改革的深入,中國成為世界低空航空器生產(chǎn)和消費大國指日可待。
最后還有必要指出的是,碳納米管的應用也是非常值得關(guān)注和投入的。以目前大量使用的觸摸屏為例,現在主流的觸摸屏采用稀土元素作為表面膜材料,而采用碳納米管的制備薄膜,也表現出了良好的應用潛力。至于其他碳結構在量子通信上的潛力,則更加激動(dòng)人心。
從工業(yè)能力的角度看,與碳元素相關(guān)的工業(yè)集群也正在孕育和成長(cháng)中。美國加州的硅谷作為人類(lèi)高科技企業(yè)集群的象征,曾經(jīng)在過(guò)去30年中,對全球科技產(chǎn)生了巨大的影響。我們有理由去建設新興的碳谷,作為對21世紀的科技新地標。我個(gè)人認為未來(lái)20年內全球“碳谷”的工業(yè)產(chǎn)值至少可以是現在鋼鐵工業(yè)、玻璃工業(yè)和造紙工業(yè)產(chǎn)值總和,以碳復合材料制造的建筑、家具、 服裝 、交通工具、食物工廠(chǎng)以至于作為新興藥物載體、人造器官的問(wèn)世,人類(lèi)經(jīng)濟新高潮也將隨之而來(lái)。
(丁未 作者系中國機電一體化技術(shù)協(xié)會(huì )專(zhuān)家委員會(huì )主任、北京含弘天工科技有限公司董事長(cháng))
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【編輯:許曉娟】 |
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