中國粉體網(wǎng)9月9日訊 近日，中國首條年產(chǎn)3萬平方米石墨烯薄膜生產(chǎn)線投產(chǎn)暨石墨烯手機觸摸屏新品發(fā)布會在江蘇常州舉行，這標志著中國在石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面又邁出了重要一步。
石墨烯是已知材料中最薄的一種，質(zhì)料非常牢固堅硬，在室溫狀況，傳遞電子的速度比已知導體都快，因此其應(yīng)用前景非常廣泛，在觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導體、航天、復(fù)合材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。
中國科學院6月發(fā)布的《科技發(fā)展新態(tài)勢與面向2020年的戰(zhàn)略選擇》研究報告中指出，未來5-10年，世界可能發(fā)生22個重大科技事件，其中石墨烯將成為“后硅時代”的新潛力材料。業(yè)內(nèi)人士表示，石墨烯一旦量產(chǎn)將成為下一個萬億級的新興產(chǎn)業(yè)。
應(yīng)用前景廣闊
“從全球世界范圍看，石墨烯都屬于前沿研究，材料的研發(fā)仍處于初級階段，離大規(guī)模應(yīng)用尚存一段距離，但并不意味著遙遙無期�！� 南京大學電子科學與工程學院教授王欣然說，最先進入市場的應(yīng)該是手機、平板電腦等終端上的石墨烯觸摸屏，預(yù)計2年后就可以上市。而由石墨烯做的光電探測器、太陽能電池等光電器件也將于2015年逐步進入市場。但是，要求更高、工藝更為苛刻的高頻電路、邏輯電路則在更遠的將來才能走向市場。
中國科學院院士高鴻鈞也表示，石墨烯在未來電子器件上具有誘人的應(yīng)用前景，被看作是石墨烯研究最可能突破、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)域，成為國際上的研究熱點和競爭焦點。
日前，中國科學院重慶綠色智能技術(shù)研究院已經(jīng)成功制備出國內(nèi)首片15英寸的單層石墨烯，其尺寸達到了國內(nèi)最高水平。中科院重慶研究院目前已經(jīng)在銅箔襯底上生長出15英寸的均勻單層石墨烯，并成功將其完整地轉(zhuǎn)移到柔性PET襯底上和其他基底表面。通過進一步加工，還制備出了7英寸的石墨烯觸摸屏。將石墨烯觸摸屏貼在一臺普通筆記本電腦的顯示屏上，用手寫筆可在屏幕上寫字。
在儲能領(lǐng)域，石墨烯有望在鋰離子電池和超級電容器發(fā)展上大顯身手。石墨烯優(yōu)異的導電性能和柔韌的二維層狀結(jié)構(gòu)，可以提高鋰離子電池和超級電容器的充放電速度、循環(huán)穩(wěn)定性和安全性，有可能達到幾分鐘甚至幾秒鐘充滿電，這樣的石墨烯鋰電池在消費電子、電動汽車和儲能領(lǐng)域具有很大市場。
此外，用石墨烯制成的散熱薄膜可應(yīng)用到智能手機、平板電腦、LED照明、LCD電視等超薄大功耗電子產(chǎn)品。功能化的石墨烯材料在生物醫(yī)藥、生物診斷和食品加工等領(lǐng)域也有極高的應(yīng)用價值。
投資熱度升溫
由于石墨烯巨大的市場潛力，世界范圍內(nèi)掀起了石墨烯的研發(fā)和投資熱潮。目前三星電子、IBM、陶氏化學、通用、施樂公司等國際大牌廠商都在積極推進石墨烯產(chǎn)業(yè)化研究。
在國內(nèi)，浙江大學、清華大學、北京大學、中國科學院金屬研究所、中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所、上海交通大學、東南大學、天津大學等高校及科研機構(gòu)在石墨烯的制備及應(yīng)用領(lǐng)域申請了眾多專利。
截至今年6月，國內(nèi)機構(gòu)共申請石墨烯相關(guān)的發(fā)明專利3000多項，其中456項已經(jīng)獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局的專利授權(quán)，主要集中在石墨烯的制備和石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域。
在石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面，江蘇走在了全國前列。2010年7月，江蘇泰州成立了國內(nèi)首個專業(yè)的石墨烯新材料公司，目前已具備較大規(guī)模。2011年10月，常州成立了江南石墨烯研究院，為國內(nèi)首個基于石墨烯材料及應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化基地，引進了常州第六元素等多家高科技企業(yè)。泰州市政府還批準成立了國內(nèi)首個石墨烯研究與檢測平臺，為石墨烯的質(zhì)量檢測標準制定、石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)支持。
中國科學院寧波材料所研究員劉兆平領(lǐng)導的石墨烯研究團隊，于2011年成功研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的石墨烯低成本規(guī)模化制備技術(shù)，并建立了噸級規(guī)模的中試生產(chǎn)線。2012年，該技術(shù)轉(zhuǎn)移給上海南江（集團）有限公司，雙方合作成立寧波墨西科技有限公司，致力于石墨烯的生產(chǎn)、銷售與應(yīng)用技術(shù)研發(fā)。年產(chǎn)300噸的石墨烯生產(chǎn)線計劃于今年年底建成。
隨著石墨烯的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)化進程推進，市場對其關(guān)注度日趨升溫，涌現(xiàn)了幾十家涉及石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的高科技企業(yè)。如上海新池、南京科孚納米、深圳貝特瑞等。其中不乏風險投資機構(gòu)的積極介入。此外，國內(nèi)多家上市公司如方大炭素、南都電源、中超電纜等也進軍到石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域。
產(chǎn)業(yè)化障礙待破
盡管石墨烯的研發(fā)如火如荼，在學術(shù)界、企業(yè)界和資本市場備受追捧，但如何大規(guī)模制備高質(zhì)量、大尺寸、低成本的石墨烯是產(chǎn)業(yè)化亟待解決的問題。
多位專家表示，目前制備石墨烯的技術(shù)工藝還不成熟，沒有達到一致性的品質(zhì)，而且成品面積都非常小，不能適應(yīng)工業(yè)化應(yīng)用。石墨烯整體還在研發(fā)階段，各國對這個新興材料正處于專利布局期，產(chǎn)業(yè)鏈還沒有形成，對石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研機構(gòu)的研究應(yīng)用。
據(jù)介紹，石墨烯之所以沒有實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，主要是沒有找到一種適合大規(guī)模生產(chǎn)的方法和途徑，這也是石墨烯成本居高不下的原因。
中國科學院院士高鴻鈞表示，雖然我國石墨烯研究群體大、成果多，但突出性、原創(chuàng)性成果較少。我國石墨烯研究大都是采用他人成熟的方法，始終處于落后位置，重大創(chuàng)新十分有限，因此要在材料制備方法上尋求突破。此外還有一個問題就是，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相對薄弱。
清華大學教授朱宏偉認為，目前石墨烯已經(jīng)具備規(guī)�；a(chǎn)的能力，但在發(fā)展過程中，仍存在一些問題。中國現(xiàn)有的技術(shù)水平可以支持其產(chǎn)業(yè)化，但并沒有達到最好的水平，未來還需有大的突破。而主要的制約因素在石墨烯的制備技術(shù)與理想狀態(tài)仍存在差距。此外，他希望國家能對石墨烯研究機構(gòu)及企業(yè)給予更多的政策扶持。
東南大學教授、博士生導師倪振華此前就加速石墨烯科研及產(chǎn)業(yè)化提出五點建議：一是從政府層面引導石墨烯研究的正確方向；二是通過政策支持加快產(chǎn)業(yè)化進程；三是盡快著手制定行業(yè)標準，爭取獲得話語權(quán)；四是加強行業(yè)間的交流合作，促進石墨烯廣泛應(yīng)用；五是成立相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，加強行業(yè)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和合作。
石墨烯是已知材料中最薄的一種，質(zhì)料非常牢固堅硬，在室溫狀況，傳遞電子的速度比已知導體都快，因此其應(yīng)用前景非常廣泛，在觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導體、航天、復(fù)合材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。
中國科學院6月發(fā)布的《科技發(fā)展新態(tài)勢與面向2020年的戰(zhàn)略選擇》研究報告中指出，未來5-10年，世界可能發(fā)生22個重大科技事件，其中石墨烯將成為“后硅時代”的新潛力材料。業(yè)內(nèi)人士表示，石墨烯一旦量產(chǎn)將成為下一個萬億級的新興產(chǎn)業(yè)。
應(yīng)用前景廣闊
“從全球世界范圍看，石墨烯都屬于前沿研究，材料的研發(fā)仍處于初級階段，離大規(guī)模應(yīng)用尚存一段距離，但并不意味著遙遙無期�！� 南京大學電子科學與工程學院教授王欣然說，最先進入市場的應(yīng)該是手機、平板電腦等終端上的石墨烯觸摸屏，預(yù)計2年后就可以上市。而由石墨烯做的光電探測器、太陽能電池等光電器件也將于2015年逐步進入市場。但是，要求更高、工藝更為苛刻的高頻電路、邏輯電路則在更遠的將來才能走向市場。
中國科學院院士高鴻鈞也表示，石墨烯在未來電子器件上具有誘人的應(yīng)用前景，被看作是石墨烯研究最可能突破、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)域，成為國際上的研究熱點和競爭焦點。
日前，中國科學院重慶綠色智能技術(shù)研究院已經(jīng)成功制備出國內(nèi)首片15英寸的單層石墨烯，其尺寸達到了國內(nèi)最高水平。中科院重慶研究院目前已經(jīng)在銅箔襯底上生長出15英寸的均勻單層石墨烯，并成功將其完整地轉(zhuǎn)移到柔性PET襯底上和其他基底表面。通過進一步加工，還制備出了7英寸的石墨烯觸摸屏。將石墨烯觸摸屏貼在一臺普通筆記本電腦的顯示屏上，用手寫筆可在屏幕上寫字。
在儲能領(lǐng)域，石墨烯有望在鋰離子電池和超級電容器發(fā)展上大顯身手。石墨烯優(yōu)異的導電性能和柔韌的二維層狀結(jié)構(gòu)，可以提高鋰離子電池和超級電容器的充放電速度、循環(huán)穩(wěn)定性和安全性，有可能達到幾分鐘甚至幾秒鐘充滿電，這樣的石墨烯鋰電池在消費電子、電動汽車和儲能領(lǐng)域具有很大市場。
此外，用石墨烯制成的散熱薄膜可應(yīng)用到智能手機、平板電腦、LED照明、LCD電視等超薄大功耗電子產(chǎn)品。功能化的石墨烯材料在生物醫(yī)藥、生物診斷和食品加工等領(lǐng)域也有極高的應(yīng)用價值。
投資熱度升溫
由于石墨烯巨大的市場潛力，世界范圍內(nèi)掀起了石墨烯的研發(fā)和投資熱潮。目前三星電子、IBM、陶氏化學、通用、施樂公司等國際大牌廠商都在積極推進石墨烯產(chǎn)業(yè)化研究。
在國內(nèi)，浙江大學、清華大學、北京大學、中國科學院金屬研究所、中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所、上海交通大學、東南大學、天津大學等高校及科研機構(gòu)在石墨烯的制備及應(yīng)用領(lǐng)域申請了眾多專利。
截至今年6月，國內(nèi)機構(gòu)共申請石墨烯相關(guān)的發(fā)明專利3000多項，其中456項已經(jīng)獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局的專利授權(quán)，主要集中在石墨烯的制備和石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域。
在石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面，江蘇走在了全國前列。2010年7月，江蘇泰州成立了國內(nèi)首個專業(yè)的石墨烯新材料公司，目前已具備較大規(guī)模。2011年10月，常州成立了江南石墨烯研究院，為國內(nèi)首個基于石墨烯材料及應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化基地，引進了常州第六元素等多家高科技企業(yè)。泰州市政府還批準成立了國內(nèi)首個石墨烯研究與檢測平臺，為石墨烯的質(zhì)量檢測標準制定、石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)支持。
中國科學院寧波材料所研究員劉兆平領(lǐng)導的石墨烯研究團隊，于2011年成功研發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的石墨烯低成本規(guī)模化制備技術(shù)，并建立了噸級規(guī)模的中試生產(chǎn)線。2012年，該技術(shù)轉(zhuǎn)移給上海南江（集團）有限公司，雙方合作成立寧波墨西科技有限公司，致力于石墨烯的生產(chǎn)、銷售與應(yīng)用技術(shù)研發(fā)。年產(chǎn)300噸的石墨烯生產(chǎn)線計劃于今年年底建成。
隨著石墨烯的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)化進程推進，市場對其關(guān)注度日趨升溫，涌現(xiàn)了幾十家涉及石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的高科技企業(yè)。如上海新池、南京科孚納米、深圳貝特瑞等。其中不乏風險投資機構(gòu)的積極介入。此外，國內(nèi)多家上市公司如方大炭素、南都電源、中超電纜等也進軍到石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域。
產(chǎn)業(yè)化障礙待破
盡管石墨烯的研發(fā)如火如荼，在學術(shù)界、企業(yè)界和資本市場備受追捧，但如何大規(guī)模制備高質(zhì)量、大尺寸、低成本的石墨烯是產(chǎn)業(yè)化亟待解決的問題。
多位專家表示，目前制備石墨烯的技術(shù)工藝還不成熟，沒有達到一致性的品質(zhì)，而且成品面積都非常小，不能適應(yīng)工業(yè)化應(yīng)用。石墨烯整體還在研發(fā)階段，各國對這個新興材料正處于專利布局期，產(chǎn)業(yè)鏈還沒有形成，對石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研機構(gòu)的研究應(yīng)用。
據(jù)介紹，石墨烯之所以沒有實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，主要是沒有找到一種適合大規(guī)模生產(chǎn)的方法和途徑，這也是石墨烯成本居高不下的原因。
中國科學院院士高鴻鈞表示，雖然我國石墨烯研究群體大、成果多，但突出性、原創(chuàng)性成果較少。我國石墨烯研究大都是采用他人成熟的方法，始終處于落后位置，重大創(chuàng)新十分有限，因此要在材料制備方法上尋求突破。此外還有一個問題就是，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相對薄弱。
清華大學教授朱宏偉認為，目前石墨烯已經(jīng)具備規(guī)�；a(chǎn)的能力，但在發(fā)展過程中，仍存在一些問題。中國現(xiàn)有的技術(shù)水平可以支持其產(chǎn)業(yè)化，但并沒有達到最好的水平，未來還需有大的突破。而主要的制約因素在石墨烯的制備技術(shù)與理想狀態(tài)仍存在差距。此外，他希望國家能對石墨烯研究機構(gòu)及企業(yè)給予更多的政策扶持。
東南大學教授、博士生導師倪振華此前就加速石墨烯科研及產(chǎn)業(yè)化提出五點建議：一是從政府層面引導石墨烯研究的正確方向；二是通過政策支持加快產(chǎn)業(yè)化進程；三是盡快著手制定行業(yè)標準，爭取獲得話語權(quán)；四是加強行業(yè)間的交流合作，促進石墨烯廣泛應(yīng)用；五是成立相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，加強行業(yè)內(nèi)部的協(xié)調(diào)和合作。
