图片源于:https://www.theguardian.com/business/2021/sep/27/graphene-wonder-material-national-security-china-uk
位于斯旺西河塔韦旁边的一个不起眼的工业园区的大型仓库,乍一看似乎与英国的国家安全没有太大关系。
这个由一家名为Perpetuus的小公司经营的设施,旁边是一家停尸房和一个包裹邮递中心。
本月早些时候,这家公司因生产石墨烯而受到政府的关注,政府表示将调查一位与中国学术界有关的潜在收购,这一举动令行业观察者感到意外。
这一争议突显了全球开发石墨烯的竞争,暗示它可能即将从实验室跃升至日常产品,甚至有可能用于军事用途。
尤其是,它引起了人们对中国试图垄断这一新兴产业的关注,以及这个共产党国家对英国大学开展的技术研究的渗透。
英国商务大臣夸西·克瓦滕(Kwasi Kwarteng)下令竞争与市场管理局对Perpetuus集团被塔乌罗斯国际(Taurus International)或任何与钟福博士(Dr Zhongfu Zhou)相关的公司收购进行审查。
根据Perpetuus的网站,钟博士被列为“首席纳米技术科学家”,他拥有来自中国科技大学和牛津大学的博士学位。
据社交媒体上与他名字相符的帐户显示,钟博士曾在卡迪夫大学和阿伯里斯特威斯大学担任研究员和教授,直到2020年12月。
Perpetuus算不上大型公司,仅有14名员工,2020年3月的财务年收入为479,000英镑。
然而,考虑到石墨烯的价值,不难看出中国对此为何感兴趣。石墨烯的特性包括高电导性和热导性,以及超强的强度:是钢的200倍。
据行业刊物Graphene-Info编辑罗恩·梅滕斯(Ron Mertens)透露,中国有10个不同的研究区在开发这种材料,目前有超过200家公司直接在从事这项技术。
距离Perpetuus的南威尔士基地9英里之外,另一家石墨烯公司正在加速寻找商业化这种材料的方法。
Haydale石墨烯工业公司的英国现场经理约翰-马克·西摩(John-Mark Seymour)表示,他相信随着对石墨烯前景的兴奋之后,行业正在恢复活力。
“它经历过 hype(炒作)。”他说,“曾受到打击。但现在它正重新回弹。”
海戴尔(Haydale)的技术人员在亚门福德(Ammanford)的工厂中,将一种黑色的碳形态的石墨烯装入类似洗衣机的桶中。
这些桶被装入反应炉中,等离子体(一种带电气体)帮助原子与石墨烯层结合,使其可用于塑料。
这个过程每批需要一个小时,但工厂每年只能生产几吨石墨烯。
不过,这的确取得了一些进展,因为理论上1克石墨烯可以覆盖700平方米的面积。
Perpetuus也采用了类似的等离子体工艺,其一位董事曾在Haydale工作过。西摩拒绝对竞争对手发表评论。
业内公司都在努力解决以更低成本生产可用石墨烯的问题,IDTechEx的高级材料分析师理查德·柯林斯(Richard Collins)表示。
柯林斯说,顶级质量的石墨烯粉末的价格仍然可能达到每公斤1000美元(728英镑)。
柯林斯的预测表明,行业的收入可能从2020年的不足1亿美元(7300万英镑)扩展到2031年的7亿美元(5.1亿英镑),尽管仍远低于一些对该行业可能快速增长至数十亿美元的兴奋预测。
“它可能具有巨大的政治和战略意义,但仍处于非常早期的阶段。”他说。
中国将石墨烯作为一个关键的未来产业进行战略部署。
中国驻英大使馆在2015年表示希望中英能够在石墨烯研究中追求“巨头合作”,当时习近平主席访问曼彻斯特的设施。
2015年,中国电信制造商华为曾向曼彻斯特的国家石墨烯研究所投资,该研究所因国家安全原因被阻止进入美国和英国的5G基础设施。
中英知识共享持续进行,爱丁堡和曼彻斯特大学在过去两年中宣布了新的合作关系。
然而,近年来关于中国盗取英国知识产权的政治忧虑加剧。
2018年,澳大利亚战略政策研究所(Australian Strategic Policy Institute)声称,中国已经向英国大学派遣士兵以获取其军事所需知识。
保守党议员汤姆·图根哈特(Tom Tugendhat)本月表示,石墨烯技术应该“留给可信的伙伴”。
中国国有媒体《环球时报》则反驳了英国对Perpetuus干预的“脆弱国家安全论据”。
它警告说,“一个预期的结果可能是中国投资者在考虑与英国的商业合作时会产生二次思考。”
Perpetuus拒绝对此发表评论,理由是法律建议。
然而,知情人士表示,Perpetuus正在研发具有潜在国防应用的技术,但可能需要长达10年的时间才能达到原型阶段。
根据《卫报》获得的一份Perpetuus演示文稿,该公司专注于生物医学传感器、电池和“先进复合材料”。
在这份2015年的文件中提到,“与几家公司”的谈判正在进行中,以大规模生产石墨烯以供中国电池制造商使用。
(Perpetuus还持有石墨烯电池技术的专利。)
该文件还明确了潜在的军事机会,显着显示了一架F15战斗机的图片。
与此同时,提到的“抗反射涂层”在隐形飞机中可能会引起兴趣。
航空航天和武器的应用始终是石墨烯轻质和强度的明显候选者;在8月,海戴尔披露与飞机制造商空客(Airbus)共同拥有了一项关于雷击保护的新专利。
海戴尔希望明年推出一台更大规模的反应炉,使其每年能够生产数百吨石墨烯。
其目标是在经历多年亏损和巨额支出后实现盈利,使其市值从巅峰跌至仅3200万英镑。
最终,它目标是生产灵活的石墨烯电路,这些电路将能够取代目前使用银和其他昂贵金属的数十亿个生物医学测试。
几位分析师建议,传感器可能是石墨烯进入日常使用的起点。
“我们不想停留在实验室。”海戴尔的西摩表示。“我希望这成为您每天接触的产品,这是70次。”
全球对曼彻斯特发现的兴趣
石墨烯在2004年首次被曼彻斯特大学的安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)分离,他们使用透明胶带剥离一层一原子厚的碳,从而制造出了世界上第一个“二维”材料。
碳原子的强六角排列使电子可以自由地在层间移动,有效地传递电荷或热量。
海姆和诺沃肖洛夫因这项工作于2010年获得诺贝尔物理学奖。
研究者们提到的潜在用途从避孕套到混凝土、电气设备再到飞机,应有尽有。
英国很早就意识到了这个机会,国家对石墨烯的投资已启动了专注于这一材料的公司聚集,尤其以曼彻斯特为中心。
其他国家也逐渐意识到这一点。2014年,欧盟启动了一项为期10年的亿欧元研究项目,也在研究其国防应用。
然而到2017年,中国的石墨烯公司数量已经超过了其他任何国家,超越了美国。
石墨烯现在相对广泛可用,但生产者之间的质量和成本差异仍然很大。
通常,他们要么从底部生长石墨烯晶体,要么去除铅笔石墨的层,但这两种方法都有缺陷,生产商尚未解决在工业水平上利用石墨烯的挑战。