為推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)化,,中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟日前在京成立。該聯(lián)盟由清華大學(xué),、中科院金屬研究所,、北京現(xiàn)代華清材料科技發(fā)展中心等核心單位發(fā)起,聯(lián)合國(guó)內(nèi)從事石墨烯研發(fā),、產(chǎn)業(yè)化的22家法人機(jī)構(gòu),。聯(lián)盟成員包括6所高校、4家中科院研究所,、17家企業(yè),,基本囊括了國(guó)內(nèi)石墨烯研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的主流單位。
或撬動(dòng)萬(wàn)億市場(chǎng)
作為一種新型的納米材料,,石墨烯以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu),、力學(xué)和電子性質(zhì),在藥物投遞,、腫瘤治療等生物納米技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,。它是目前人類已知強(qiáng)度最高、韌性最好,、重量最輕,、透光率最高、導(dǎo)電性最佳的材料,。
分析認(rèn)為,,首先,石墨烯如果取代硅,,有望讓計(jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行速度快數(shù)百倍,。其次,石墨烯有望引發(fā)觸摸屏和顯示器產(chǎn)品的革命,,制造出可折疊,、伸縮的顯示器件。再其次,,石墨烯可以推動(dòng)超級(jí)電容器發(fā)展,,使得同等體積的電容擴(kuò)充5倍以上的容量。此外,,石墨烯加入鋰電池電極中能夠大幅提高導(dǎo)電性能,。石墨烯因其超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度,也有望被用于制造紙片般薄的超輕型飛機(jī)材料,、超堅(jiān)韌的防彈衣和“太空電梯”的纜線,,在這些領(lǐng)域?qū)⒁l(fā)革命性的突破。
作為一種技術(shù)含量極高的碳材料,,石墨烯在半導(dǎo)體,、光伏,、鋰電池、航天,、軍工,、LED、觸控屏等領(lǐng)域都將帶來(lái)一次材料革命,。由于售價(jià)高昂,,石墨烯目前尚未產(chǎn)業(yè)化。有分析認(rèn)為,,作為一種理想的替代型材料,,石墨烯一旦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化其產(chǎn)值至少在萬(wàn)億以上。
中國(guó)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯
中國(guó)具有發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)得天獨(dú)厚的條件,。數(shù)據(jù)顯示,,我國(guó)石墨礦儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的75%,生產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的72%,,是我國(guó)少有的幾種具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的礦產(chǎn)之一。
論壇上,,各科研單位專家和企業(yè)代表認(rèn)為,,石墨烯在我國(guó)的應(yīng)用前景十分廣闊,現(xiàn)在行業(yè)正處于從技術(shù)向商業(yè)演變的關(guān)鍵時(shí)期,。但從實(shí)際情況來(lái)看,,成本和工藝問(wèn)題的存在使得石墨烯短期內(nèi)無(wú)法形成真正的商業(yè)規(guī)模,在應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看,,鋰電池和環(huán)保涂層材料有望是國(guó)內(nèi)石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域未來(lái)的一大突破口,。
石墨烯的制成需要有尖端的制備工藝,目前業(yè)內(nèi)主要有四種制備方法,,分別是機(jī)械剝離法,、外延生長(zhǎng)法、氧化石墨還原法和氣相沉積法(CVD),。前三種的原材料均為石墨,,CVD法原材料則為甲烷居多。由于制造成本相對(duì)較低,,目前業(yè)內(nèi)多采用機(jī)械剝離法和氧化石墨還原法制造石墨烯,。
中科院寧波材料所石墨烯研究團(tuán)隊(duì)研究員周旭峰表示,目前國(guó)內(nèi)對(duì)石墨烯的應(yīng)用前景頗為看好,,多個(gè)領(lǐng)域都準(zhǔn)備躍躍欲試,。但從實(shí)際情況來(lái)看,制造工藝不穩(wěn)定和成本居高不下,,仍是石墨烯走向產(chǎn)業(yè)化最需要解決的問(wèn)題,,從制造工藝來(lái)看,,目前業(yè)內(nèi)的四種方法均有各自的優(yōu)勢(shì)和缺陷,產(chǎn)業(yè)技術(shù)路徑仍在探討之中,。周旭峰認(rèn)為,,由于產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)較短,環(huán)保和儲(chǔ)能領(lǐng)域有望成為率先實(shí)現(xiàn)石墨烯商用,。
在相關(guān)政策扶持方面,,工信部原材料司副司長(zhǎng)高云虎表示,在編制新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃的時(shí)候,,石墨烯還沒有目前這樣熱門,,產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景也并不明朗,因此在規(guī)劃文本,、產(chǎn)品目錄中沒有把石墨烯作為主要重點(diǎn),,但隨著技術(shù)和應(yīng)用的突破,下一步會(huì)統(tǒng)籌研究并予以考慮,。
產(chǎn)業(yè)化難題待破
業(yè)內(nèi)專家指出,,石墨烯目前整體主要還處在研發(fā)階段,制備石墨烯的技術(shù)工藝還不太成熟,,而且成品面積相對(duì)較小,,不能適應(yīng)工業(yè)化應(yīng)用。各國(guó)對(duì)于這個(gè)新興材料還處于一個(gè)專利布局期,,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈也還沒有形成,。我國(guó)在石墨烯基礎(chǔ)研究方面已經(jīng)十分突出。
有關(guān)研究顯示,,截至2012年底,,我國(guó)發(fā)表的石墨烯論文數(shù)量已經(jīng)超過(guò)美國(guó),名列世界首位,,而且部分團(tuán)隊(duì)的研究成果受到了世界各國(guó)的高度重視,,被引用達(dá)數(shù)千次之多。飛速發(fā)展的還有我國(guó)的石墨烯專利數(shù)量,,無(wú)論從專利受理數(shù)量,,還是優(yōu)先權(quán)專利數(shù)量來(lái)看,我國(guó)都是僅次于美國(guó)的世界第二大國(guó),。這意味著,,一方面我國(guó)企業(yè)高度重視石墨烯技術(shù)開發(fā)并積極申請(qǐng)專利保護(hù),另一方面也表明世界其他國(guó)家對(duì)我國(guó)石墨烯市場(chǎng)相當(dāng)關(guān)注,。
然而,,在石墨烯產(chǎn)業(yè)化道路上存在諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,一方面尚未具備規(guī)�,;a(chǎn)能力,,產(chǎn)品成本高,;另一方面石墨烯還未真正形成下游的應(yīng)用和需求。因此現(xiàn)在既要盡可能降低成本實(shí)現(xiàn)規(guī)�,;a(chǎn),,又要盡快在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)突破。目前進(jìn)行石墨烯研究的主要是高校院所等研究單位和少數(shù)中小企業(yè),,研究力量比較分散,,要盡快實(shí)現(xiàn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化,必須通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)學(xué)研協(xié)作,,建立一條完整的涵蓋石墨烯研發(fā),、規(guī)模化身材干旱,、下游應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的技術(shù)路線和公共科技服務(wù)平臺(tái)和測(cè)試平臺(tái),,通過(guò)全行業(yè)的共同努力,共同突破關(guān)鍵的技術(shù)難題以及在應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,,并不斷提高技術(shù)水平和管理水平,。
石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的組建宗旨是為了整合協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)資源;以推進(jìn)低成本石墨烯及裝備的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo),,建立上下游,、產(chǎn)學(xué)研信息、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等資源共享機(jī)制,;建立與政府溝通的渠道及人才培養(yǎng)、國(guó)際合作的平臺(tái),;推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn),、評(píng)價(jià)、質(zhì)量檢測(cè)體系的建立,,促進(jìn)成員單位的自身發(fā)展,,提升低成本石墨烯的整體競(jìng)爭(zhēng)力,從而達(dá)到推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目的,。
石墨烯作為ITO導(dǎo)電膜的替代性材料曾被觸摸屏行業(yè)高度關(guān)注,。石墨烯技術(shù)可以使得顯示屏具有柔性,但由于手機(jī)等智能終端的產(chǎn)業(yè)鏈太長(zhǎng),,產(chǎn)品的成形需要電路板,、機(jī)身材料等整個(gè)供應(yīng)鏈的配合。理論上講這些東西在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn),,但要商用還需要一定的時(shí)間,,不僅因?yàn)槌杀倦x譜,良率問(wèn)題也很不樂(lè)觀,。業(yè)內(nèi)人士表示,,三星電子前期在這方面投入了大量的研發(fā)資源,,原計(jì)劃在今年要推出一款類似的概念。