一、石墨烯基本情況及應用前景簡介
1.石墨烯簡介
石墨烯不僅是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬；作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快。
石墨烯是一種二維晶體，最大的特性是其中電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。這使得石墨烯中的電子，或更準確地，應稱為“載荷子”(electric charge carrier)，的性質和相對論性的中微子非常相似。人們常見的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當把石墨片剝成單層之后，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。
2.石墨烯特性
石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質，結構非常穩(wěn)定。其完美的晶格結構，常被誤認為很僵硬，但事實并非如此。石墨烯各個碳原子間的連接非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形。這樣，碳原子就不需要重新排列來適應外力，這也就保證了石墨烯結構的穩(wěn)定，使得石墨烯比金剛石還堅硬，同時可以像拉橡膠一樣進行拉伸。這種穩(wěn)定的晶格結構還使石墨烯具有優(yōu)秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發(fā)生散射。由于其原子間作用力非常強，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中的電子受到的干擾也非常小。
石墨烯被證實是世界上已經發(fā)現的最薄、最堅硬的物質。美國哥倫比亞大學James Hone等人最近發(fā)現，鉛筆石墨中一種叫做石墨烯的二維碳原子晶體，竟然比鉆石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上１００倍。這種物質為“太空電梯” 超韌纜線的制造打開了一扇“阿里巴巴”之門，讓科學家夢寐以求的２.３萬英里長（約合３７０００千米）太空電梯可能成為現實。其厚度只有0.335納米，把2000片薄膜疊加到一起，也只有一根頭發(fā)絲那么厚。單層石墨烯幾乎透明，其分子排列緊密，即使原子尺寸最小的氦也不能通過。美國機械工程師杰弗雷·基薩教授用一種形象的方法解釋了石墨烯的強度：如果將一張和食品保鮮膜一樣薄的石墨烯薄片覆蓋在一只杯子上，然后試圖用一支鉛筆戳穿它，那么需要一頭大象站在鉛筆上，才能戳穿只有保鮮膜厚度的石墨烯薄層。
石墨烯的另一特性是，其導電電子不僅能在晶格中無障礙地移動，而且速度極快，遠遠超過了電子在金屬導體或半導體中的移動速度。還有，其導熱性超過現有一切已知物質。石墨烯的上述特性非常有利于超薄柔性OLED顯示器的開發(fā)。據了解，韓國三星公司的研究人員已經制造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏。
3.應用領域介紹
1）可做“太空電梯”纜線
據科學家稱，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪稱是人類已知的強度最高的物質，它將擁有眾多令人神往的發(fā)展前景。它不僅可以開發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機材料、可以制造出超堅韌的防彈衣，甚至還為“太空電梯”纜線的制造打開了一扇“阿里巴巴”之門。美國研究人員稱，“太空電梯”的最大障礙之一，就是如何制造出一根從地面連向太空衛(wèi)星、長達23000英里并且足夠強韌的纜線，美國科學家證實，地球上強度最高的物質“石墨烯”完全適合用來制造太空電梯纜線！
人類通過“太空電梯”進入太空，所花的成本將比通過火箭升入太空便宜很多。為了激勵科學家發(fā)明出制造太空電梯纜線的堅韌材料，美國NASA此前還發(fā)出了400萬美元的懸賞。
2）代替硅生產超級計算機
科學家發(fā)現，石墨烯還是目前已知導電性能最出色的材料。石墨烯的這種特性尤其適合于高頻電路。高頻電路是現代電子工業(yè)的領頭羊，一些電子設備，例如手機，由于工程師們正在設法將越來越多的信息填充在信號中，它們被要求使用越來越高的頻率，然而手機的工作頻率越高，熱量也越高，于是，高頻的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出現，高頻提升的發(fā)展前景似乎變得無限廣闊了。這使它在微電子領域也具有巨大的應用潛力。研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品，能用來生產未來的超級計算機。
3）光子傳感器
石墨烯還可以以光子傳感器的面貌出現在更大的市場上，這種傳感器是用于檢測光纖中攜帶的信息的，現在，這個角色還在由硅擔當，但硅的時代似乎就要結束。去年10月，IBM的一個研究小組首次披露了他們研制的石墨烯光電探測器，接下來人們要期待的就是基于石墨烯的太陽能電池和液晶顯示屏了。因為石墨烯是透明的，用它制造的電板比其他材料具有更優(yōu)良的透光性。
4）其它應用
石墨烯還可以應用于晶體管、觸摸屏、基因測序等領域，同時有望幫助物理學家在量子物理學研究領域取得新突破。中國科研人員發(fā)現細菌的細胞在石墨烯上無法生長,而人類細胞卻不會受損。利用這一點石墨烯可以用來做繃帶,食品包裝甚至抗菌T恤；用石墨烯做的光電化學電池可以取代基于金屬的有機發(fā)光二極管,因石墨烯還可以取代燈具的傳統(tǒng)金屬石墨電極,使之更易于回收。這種物質不僅可以用來開發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機材料、制造出超堅韌的防彈衣，甚至能讓科學家夢寐以求的2.3萬英里長太空電梯成為現實。
二、部分概念公司一覽
1.方大炭素：一季度盈利能力創(chuàng)金融危機以來新高
2011年1季度,公司實現營業(yè)收入9.03億元,同比增長50.79%;營業(yè)利潤2.16億元,同比增長294.54%;歸屬于母公司的凈利潤1.72億元,同比增長257.21%。實現每股收益0.135元。符合我們的預期。
收入大增源于多業(yè)務共振。我們認為公司一季度收入大幅增長的主要原因是:1、隨著鋼鐵行業(yè)復蘇,及對炭素廠的限電影響,公司石墨電極和碳磚銷售回暖, 雖然價格的變化并不明顯,但銷量尤其是出口量有明顯恢復;2、公司萊河礦業(yè)在去年7月份完成擴產,鐵精粉產能由60萬噸,增至100萬噸,一季度鐵精粉的量價齊升也是一個原因。我們預計今年產量可達85萬噸,同比增長27%;3、公司在2010年7月收購生產等靜壓石墨的成都炭素,今年是產銷放量的一年, 對一季度收入增長也起了一定的作用。
2.中鋼吉炭：凈利潤主要來自投資收益
2010年公司實現營業(yè)收入15.68億元,同比增長12.68%;利潤總額557.95萬元,同比增長76.30%;歸屬于母公司所有者凈利潤490.89萬元,同比增長122.95%;基本每股收益0.02元。
凈利潤主要來自投資收益。2010年公司生產炭素制品9.3萬噸,同比增長2.47%,主營業(yè)務收入及利潤同比增長了12.68%和58.49%,但公司高達17.67%的期間費用侵蝕了利潤收入,公司凈利潤主要來自投資收益。其中出售東北證券股權獲得投資收益3039萬元,是投資收益的主要來源。
產品結構持續(xù)改善。公司主要產品為石墨電極,包括普通功率、高功率和超高功率三種類型,2010年公司三種石墨電極產量占比分別為15.23%、 53.39%和31.38%,其中高附加值的高功率和超高功率占比同比提升了5.58和1.55個百分點,產品結構持續(xù)改善。同時公司還擁有炭塊、碳纖維及其他新型炭素制品等高附加值產品,隨著公司產品結構的不斷改善,炭素產品盈利能力有望不斷提升。
民用碳纖維項目進展低于預期,但仍是后期關注重點。
3.豫金剛石：高成長性確定,金剛石切割線是未來看點
2011年1-3月,公司實現營業(yè)收入8,372萬元,同比增長45.97%;營業(yè)利潤3,174萬元,同比增長52.40%;歸屬母公司所有者凈利潤2,709萬元,同比增長52.79%;實現攤薄后每股收益0.09元。
業(yè)績增速穩(wěn)定,綜合毛利率同比提升。2011年一季度,公司產能逐漸擴大,銷售收入同比增長45.97%,同時,綜合毛利率同比提升1.14個百分點,達到45.75%。公司兩個新建項目將分別于今年6月底和9月底建成,屆時,公司將新增6.4億克拉的產能,達到10.6億克拉。產能的大幅擴張,將使公司迎來業(yè)績的全面爆發(fā),未來三年復合增長率有望超過40%。
同時,公司通過改進工藝技術、不斷降低成本,綜合毛利率也將維持在較高水平。
我國人造金剛石行業(yè)增長迅速,公司迎來最好的發(fā)展機遇。
4.龍星化工：牽手中國化工橡膠總公司
龍星化工是國內炭黑生產的龍頭公司之一
公司專注于炭黑的生產和研發(fā),該產品主要用在橡膠輪胎領域。公司炭黑產量位居全國第三,產能位居全國第五,市場占有率是6.46%,是僅次于黑貓股份的炭黑龍頭公司。2010年公司產能22萬噸,募投項目8萬噸預計2011年10月底投產,屆時將達到30萬噸的產能。
搭檔中國化工橡膠總公司,簽訂供銷戰(zhàn)略協(xié)議
根據公司公告,公司與中國化工橡膠總公司簽署《炭黑類別采購戰(zhàn)略合作協(xié)議》。在市場原則下,龍星優(yōu)先供應總公司炭黑產品;旗下風神輪胎優(yōu)先采購龍星化工產品。風神輪胎在河南省焦作市的新工廠全面投產后,將形成12萬噸/年的新增炭黑采購量,主要由龍星供應。
公司設立焦作龍星子公司,供應風神輪胎
公司擬出資1.2億元設立控股子公司焦作龍星,占出資比例60%。焦作龍星投資項目包括四條年產3.5萬噸炭黑生產線(14萬噸)及相應15萬噸炭黑油加工項目和配套的以調峰為目的的15MW發(fā)電機組,主要用來供應風神輪胎的新增需求,預計將于2012年貢獻7萬噸的產能。
5.雙龍股份：毛利率回升,新項目加快推進
一季度毛利率穩(wěn)步回升:一季度實現營業(yè)收入2666萬元,同比增加16%,在新建產能未能達產的情況下,主要原因是公司產品2010年底提了價;凈利潤545萬元,折合EPS0.08元,同比增加13%。一季度毛利率46%,2010年三季度單季度毛利率40%,2010年四季度單季度毛利率43%, 公司毛利率逐步回升,走出低谷。
產能瓶頸推動新項目加快建設:受制于產能瓶頸,公司當前產品嚴重供不應求,只能優(yōu)先滿足一些大客戶的產品需求。與江西萬載輝明化工合作建設3萬噸項目的控股權由此前公告的80%調整為100%全資控股,輝明化工退出該項目;通化本部2萬噸項目與江西3萬噸項目將在今年8月份初投料開車,8月底完全達產。達產后公司產能將由目前的1.6萬噸增加3倍多至6.6萬噸。
（責任編輯：張曉軒）