新材料石墨烯成全球關(guān)注焦點(diǎn)
據(jù)了解,石墨烯(Graphene)是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。2004年,英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•諾沃肖洛夫(KonstantinNovoselov),成功地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯,共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。
石墨烯具備透光性好、導(dǎo)熱/電能力強(qiáng)、性質(zhì)可調(diào)節(jié)范圍寬等特點(diǎn),被稱為“萬能材料”。巨大的應(yīng)用潛力使其從一開始就受到研究、應(yīng)用和資本市場的強(qiáng)力追捧。
據(jù)悉,今年中國科技部在863計(jì)劃納米材料專項(xiàng)將石墨烯研發(fā)作為一個重點(diǎn)的支持內(nèi)容,在“十三五”科技發(fā)展規(guī)劃規(guī)劃中,石墨烯研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化預(yù)計(jì)將單獨(dú)占有重要位置。
近年來,全球石墨烯研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展持續(xù)升溫,各國都競相在這新一輪的高技術(shù)競爭中搶占先機(jī)。2013年歐盟宣布將石墨烯列入“未來新興期間技術(shù)項(xiàng)目”,將石墨烯發(fā)展提升至戰(zhàn)略高度。在各國政府紛紛重視和關(guān)注石墨烯的同時,企業(yè)也敏銳的抓住時機(jī),表現(xiàn)出對石墨烯的極大興趣,投入到石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的競爭中。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國石墨礦儲量占到世界總儲量的75%,生產(chǎn)量占到世界總產(chǎn)量的72%,具備發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的資源基礎(chǔ)。
中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)協(xié)會理事長張景安看來,中國在石墨烯領(lǐng)域研發(fā)起步較晚,但發(fā)展較快,有潛在優(yōu)勢和后發(fā)優(yōu)勢。特別是石墨烯許多應(yīng)用領(lǐng)域的市場空間在中國,在全球石墨烯研發(fā)及產(chǎn)業(yè)布局中有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。
在西班牙加泰羅尼亞納米科學(xué)和納米技術(shù)研究所教授Prof.StephanRoche看來,近年來,全球石墨烯研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展持續(xù)升溫,各國都競相在這新一輪的高技術(shù)競爭中搶占先機(jī)。他表示希望能夠通過此次中國國際石墨烯創(chuàng)新大會讓更多的人獲得發(fā)展機(jī)遇。
突破中下游應(yīng)用領(lǐng)域是關(guān)鍵
最近幾年石墨烯在規(guī);苽浼夹g(shù)上取得了巨大進(jìn)步,目前成本已經(jīng)從最初的幾千元每克降到現(xiàn)在大批量生產(chǎn)時幾元甚至低于一元每克。石墨烯成本的大幅度降低,盡管尚未經(jīng)歷產(chǎn)品均一性、穩(wěn)定性等的考驗(yàn),但仍為其在下游的應(yīng)用提供了極大可能。
“目前石墨烯產(chǎn)業(yè)最大的瓶頸仍在于下游應(yīng)用,還沒有一個領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)石墨烯的規(guī)模應(yīng)用。因此,盡快實(shí)現(xiàn)石墨烯在下游某一兩個應(yīng)用領(lǐng)域的突破是當(dāng)前石墨烯產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。”中科院寧波材料所所長崔平表示,在下游領(lǐng)域盡快實(shí)現(xiàn)突破,必須加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新和聯(lián)合攻關(guān),這樣才能加速其應(yīng)用進(jìn)程。
盡管石墨烯應(yīng)用于不同領(lǐng)域所面臨的技術(shù)難題,市場需求都是不一樣,但要在下游領(lǐng)域盡快實(shí)現(xiàn)突破,都必須加強(qiáng)上下游之間的互動和銜接,這樣才能加速其應(yīng)用進(jìn)程。另外,石墨烯粉體或者薄膜產(chǎn)品本身的成本、品質(zhì)、穩(wěn)定性等仍有較大的改進(jìn)空間。
據(jù)了解,石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域很多,最有價(jià)值的應(yīng)用應(yīng)該還是在半導(dǎo)體領(lǐng)域,比如晶體管、高頻元件、傳感器等領(lǐng)域,一旦晶圓級尺寸石墨烯單晶薄膜的規(guī);苽浼夹g(shù)取得突破,石墨烯將有望取代硅成為新一代半導(dǎo)體器件的核心材料,將為電子信息技術(shù)帶來革命性的變化。
寧波欲打造千億級產(chǎn)業(yè)規(guī)模群
2014年5月,寧波發(fā)布了《寧波市石墨烯技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2014-2023)》,力爭在10年內(nèi)將石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成為具有千億級產(chǎn)業(yè)規(guī)模的優(yōu)勢和特色產(chǎn)業(yè)群。
寧波市科技局局長黃利琴表示,將加大市級層面對石墨烯產(chǎn)業(yè)的政策扶持力度!叭珖氏葐邮┊a(chǎn)業(yè)化研發(fā)科技專項(xiàng),設(shè)立3年共9000萬元的財(cái)政資金,為石墨烯產(chǎn)業(yè)的初期發(fā)展提供有力的扶持與激勵!
據(jù)悉,寧波地處長三角南翼,是全國15個副省級城市和5個計(jì)劃單列市之一。作為全國七大新材料基地之一,寧波市在石墨烯制備和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用技術(shù)方面走在了全國前列。2013年底,由寧波摩西科技有限公司投資的全球首條年產(chǎn)300噸的石墨烯生產(chǎn)線在慈溪建成投產(chǎn),率先突破了石墨烯的低成本量產(chǎn)技術(shù)。
除了實(shí)現(xiàn)石墨烯的規(guī);苽洌瑢幉宪囆履茉、北方材料科學(xué)與工程研究院、寧波維科電池股份有限公司和寧波艾能鋰電材料科技股份有限公司等多家企業(yè)通過與墨西科技進(jìn)行對接試用,積極推進(jìn)石墨烯在超級電容器、改性塑料、高能量鋰電池和動力鋰電池正極材料等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,并取得較大進(jìn)展。
中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟專利委員會主任、寧波墨西科技首席科學(xué)家劉兆平博士透露,目前已有不少企業(yè)與寧波墨西科技簽訂了合作協(xié)議,共同開展石墨烯的應(yīng)用研發(fā),而這些企業(yè)有不少就是寧波的,合作涉及的領(lǐng)域也挺廣泛。