中國(guó)粉體網(wǎng)10月23日訊 被譽(yù)為“萬(wàn)能材料”的石墨烯，在電子,、航天軍工,、新能源,、新材料等領(lǐng)域有著潛在的巨大應(yīng)用空間,，近年頗受學(xué)界、政府,、資本的重視與追捧,。
2004年，石墨烯首次從石墨中分離得到,。十年來(lái),，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于石墨烯研究的支持力度不斷增強(qiáng)。據(jù)科技部消息,，近期,，英國(guó)將投資6000萬(wàn)英鎊成立石墨烯工程創(chuàng)新中心（GEIC）。而在此之前,，英國(guó)已投資6100萬(wàn)英鎊創(chuàng)建國(guó)家石墨烯研究院,。
中國(guó)對(duì)石墨烯技術(shù)的投入也不菲。2007-2012年,，中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)對(duì)石墨烯項(xiàng)目累計(jì)資助經(jīng)費(fèi)達(dá)到3.30億元,，科技部和中國(guó)科學(xué)院對(duì)石墨烯的累計(jì)資助經(jīng)費(fèi)分別達(dá)到了5915萬(wàn)元和4605萬(wàn)元。
地方政府對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)的興趣也日漸升溫,，寧波,、常州、無(wú)錫,、青島,、重慶等地紛紛設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)。寧波市政府設(shè)立3年共9000萬(wàn)元財(cái)政資金,，支持石墨烯產(chǎn)業(yè)初期發(fā)展,。
石墨烯問(wèn)世已十年，梳理當(dāng)前國(guó)內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)前景及產(chǎn)業(yè)化過(guò)程存在的問(wèn)題,，21世紀(jì)宏觀研究院認(rèn)為,，其產(chǎn)業(yè)化之路仍停留在導(dǎo)入階段，未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),，主要難點(diǎn)在于制備技術(shù)局限,、應(yīng)用領(lǐng)域需求未開(kāi)。
前景：顛覆硅時(shí)代,？
石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料,，是世界上已知最薄,、最堅(jiān)硬的納米材料,，加上出眾的韌性、導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性，石墨烯在復(fù)合材料,、觸摸屏,、電子器件、儲(chǔ)能電池,、顯示器,、傳感器、半導(dǎo)體,、航天,、軍工、生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間,。就現(xiàn)狀來(lái)看,，最有望在觸摸屏、柔性電子器件等領(lǐng)域取得突破,。
由于石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,，一旦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，下游應(yīng)用領(lǐng)域已有的產(chǎn)業(yè)規(guī)�,；A(chǔ)將帶動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)快速增長(zhǎng),，全面開(kāi)花。據(jù)2012年Graphene Live會(huì)議預(yù)測(cè)：到2018年全球石墨烯規(guī)模約329億美元,，其中能源存儲(chǔ)領(lǐng)域約122億美元,，柔性透明電極、柔性導(dǎo)線打印領(lǐng)域約83億美元,，散熱管領(lǐng)域約64億美元,，太陽(yáng)能薄膜領(lǐng)域約46億美元，生物醫(yī)藥,、催化劑領(lǐng)域約14億美元,。算上全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模，未來(lái)石墨烯有望達(dá)到萬(wàn)億級(jí)產(chǎn)能規(guī)模,。
華為創(chuàng)始人任正非在接受媒體采訪時(shí)曾聲稱,，這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代,。
石墨烯有望打破半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)流傳的摩爾定律,，即芯片的集成度每18個(gè)月至2年提高一倍，即加工線寬縮小一半,。目前通用材料硅的加工極限一般為10納米線寬,，而石墨烯尺寸更小，且導(dǎo)電性能更好,，電子遷移率更高,。由于集成電路的技術(shù)水平和發(fā)展規(guī)模已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志之一，發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)在國(guó)家戰(zhàn)略層面的意義重大。
目前在石墨烯研究領(lǐng)域,，新興經(jīng)濟(jì)體與發(fā)達(dá)國(guó)家同處起跑階段,。從專利申請(qǐng)數(shù)量來(lái)看，中國(guó)還具有相當(dāng)?shù)目萍紕?chuàng)新優(yōu)勢(shì),。一旦抓住機(jī)遇,，我國(guó)有望在石墨烯的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面領(lǐng)先他國(guó)，甚至主導(dǎo)這場(chǎng)技術(shù)革命,，有利于我國(guó)從制造大國(guó)轉(zhuǎn)型制造強(qiáng)國(guó),。中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)（CNIPR）數(shù)據(jù)顯示，截至2014年7月,，中國(guó)有關(guān)石墨烯專利申請(qǐng)數(shù)量為5442,，處于世界首位，是第2名美國(guó)申請(qǐng)數(shù)量（2196）的近2.5倍,。
現(xiàn)狀：產(chǎn)業(yè)化“攻堅(jiān)”緩慢
目前石墨烯制備還無(wú)法實(shí)現(xiàn)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化要求的大規(guī)模量產(chǎn),。制備方法的局限導(dǎo)致石墨烯層數(shù)增加、內(nèi)部缺陷的累積,，石墨烯的各種優(yōu)異性能將無(wú)法體現(xiàn),，因而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、大規(guī)模的石墨烯生產(chǎn)是石墨烯產(chǎn)業(yè)化的基石,�,！ �
當(dāng)前石墨烯制備有四種主流方法：微機(jī)械剝離法、外延生長(zhǎng)法,、化學(xué)氣相沉淀CVD法和氧化石墨還原法,。其中CVD法被認(rèn)為是產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)石墨烯薄膜最具潛力的方法。該方法的生產(chǎn)原料為廣泛存在的碳?xì)浠衔铮淄�,、乙醇等）,。三星[微博]已運(yùn)用CVD法成功獲得對(duì)角長(zhǎng)度為30英寸的單層石墨烯。
不過(guò),，目前CVD法制備出的石墨烯厚度難以控制,，良品率無(wú)法保證。此外,，CVD法雖然原料廉價(jià),，但設(shè)備價(jià)格高昂（價(jià)格在30-100多萬(wàn)美元/臺(tái)之間），對(duì)于一個(gè)尚在產(chǎn)業(yè)化初期的領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是一大筆成本,。
21世紀(jì)宏觀研究院認(rèn)為,，石墨烯的“產(chǎn)業(yè)化困境”在于，一方面,，因?yàn)槭苤朴谥苽溥^(guò)程中的高成本和低質(zhì)量,，石墨烯目前未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),；另一方面，產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用領(lǐng)域還未實(shí)現(xiàn)突破,，尚未產(chǎn)生規(guī)�,；枨�,。
當(dāng)前我國(guó)石墨烯產(chǎn)品主要在科研單位及企業(yè)研發(fā)部門(mén)中“自產(chǎn)自銷”,。科研單位與企業(yè)對(duì)接不暢,，研發(fā)機(jī)構(gòu)與下游企業(yè)缺乏溝通,，石墨烯研發(fā)重基礎(chǔ)科學(xué)而輕實(shí)用技術(shù)，導(dǎo)致石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)需求未開(kāi),，沒(méi)有一個(gè)領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)石墨烯的規(guī)�,；瘧�(yīng)用。
2004年，石墨烯首次從石墨中分離得到,。十年來(lái),，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于石墨烯研究的支持力度不斷增強(qiáng)。據(jù)科技部消息,，近期,，英國(guó)將投資6000萬(wàn)英鎊成立石墨烯工程創(chuàng)新中心（GEIC）。而在此之前,，英國(guó)已投資6100萬(wàn)英鎊創(chuàng)建國(guó)家石墨烯研究院,。
中國(guó)對(duì)石墨烯技術(shù)的投入也不菲。2007-2012年,，中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)對(duì)石墨烯項(xiàng)目累計(jì)資助經(jīng)費(fèi)達(dá)到3.30億元,，科技部和中國(guó)科學(xué)院對(duì)石墨烯的累計(jì)資助經(jīng)費(fèi)分別達(dá)到了5915萬(wàn)元和4605萬(wàn)元。
地方政府對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)的興趣也日漸升溫,，寧波,、常州、無(wú)錫,、青島,、重慶等地紛紛設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)。寧波市政府設(shè)立3年共9000萬(wàn)元財(cái)政資金,，支持石墨烯產(chǎn)業(yè)初期發(fā)展,。
石墨烯問(wèn)世已十年，梳理當(dāng)前國(guó)內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)前景及產(chǎn)業(yè)化過(guò)程存在的問(wèn)題,，21世紀(jì)宏觀研究院認(rèn)為,，其產(chǎn)業(yè)化之路仍停留在導(dǎo)入階段，未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),，主要難點(diǎn)在于制備技術(shù)局限,、應(yīng)用領(lǐng)域需求未開(kāi)。
前景：顛覆硅時(shí)代,？
石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料,，是世界上已知最薄,、最堅(jiān)硬的納米材料,，加上出眾的韌性、導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性，石墨烯在復(fù)合材料,、觸摸屏,、電子器件、儲(chǔ)能電池,、顯示器,、傳感器、半導(dǎo)體,、航天,、軍工、生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間,。就現(xiàn)狀來(lái)看,，最有望在觸摸屏、柔性電子器件等領(lǐng)域取得突破,。
由于石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,，一旦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，下游應(yīng)用領(lǐng)域已有的產(chǎn)業(yè)規(guī)�,；A(chǔ)將帶動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)快速增長(zhǎng),，全面開(kāi)花。據(jù)2012年Graphene Live會(huì)議預(yù)測(cè)：到2018年全球石墨烯規(guī)模約329億美元,，其中能源存儲(chǔ)領(lǐng)域約122億美元,，柔性透明電極、柔性導(dǎo)線打印領(lǐng)域約83億美元,，散熱管領(lǐng)域約64億美元,，太陽(yáng)能薄膜領(lǐng)域約46億美元，生物醫(yī)藥,、催化劑領(lǐng)域約14億美元,。算上全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模，未來(lái)石墨烯有望達(dá)到萬(wàn)億級(jí)產(chǎn)能規(guī)模,。
華為創(chuàng)始人任正非在接受媒體采訪時(shí)曾聲稱,，這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代,。
石墨烯有望打破半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)流傳的摩爾定律,，即芯片的集成度每18個(gè)月至2年提高一倍，即加工線寬縮小一半,。目前通用材料硅的加工極限一般為10納米線寬,，而石墨烯尺寸更小，且導(dǎo)電性能更好,，電子遷移率更高,。由于集成電路的技術(shù)水平和發(fā)展規(guī)模已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志之一，發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)在國(guó)家戰(zhàn)略層面的意義重大。
目前在石墨烯研究領(lǐng)域,，新興經(jīng)濟(jì)體與發(fā)達(dá)國(guó)家同處起跑階段,。從專利申請(qǐng)數(shù)量來(lái)看，中國(guó)還具有相當(dāng)?shù)目萍紕?chuàng)新優(yōu)勢(shì),。一旦抓住機(jī)遇,，我國(guó)有望在石墨烯的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面領(lǐng)先他國(guó)，甚至主導(dǎo)這場(chǎng)技術(shù)革命,，有利于我國(guó)從制造大國(guó)轉(zhuǎn)型制造強(qiáng)國(guó),。中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)（CNIPR）數(shù)據(jù)顯示，截至2014年7月,，中國(guó)有關(guān)石墨烯專利申請(qǐng)數(shù)量為5442,，處于世界首位，是第2名美國(guó)申請(qǐng)數(shù)量（2196）的近2.5倍,。
現(xiàn)狀：產(chǎn)業(yè)化“攻堅(jiān)”緩慢
目前石墨烯制備還無(wú)法實(shí)現(xiàn)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化要求的大規(guī)模量產(chǎn),。制備方法的局限導(dǎo)致石墨烯層數(shù)增加、內(nèi)部缺陷的累積,，石墨烯的各種優(yōu)異性能將無(wú)法體現(xiàn),，因而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、大規(guī)模的石墨烯生產(chǎn)是石墨烯產(chǎn)業(yè)化的基石,�,！ �
當(dāng)前石墨烯制備有四種主流方法：微機(jī)械剝離法、外延生長(zhǎng)法,、化學(xué)氣相沉淀CVD法和氧化石墨還原法,。其中CVD法被認(rèn)為是產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)石墨烯薄膜最具潛力的方法。該方法的生產(chǎn)原料為廣泛存在的碳?xì)浠衔铮淄�,、乙醇等）,。三星[微博]已運(yùn)用CVD法成功獲得對(duì)角長(zhǎng)度為30英寸的單層石墨烯。
不過(guò),，目前CVD法制備出的石墨烯厚度難以控制,，良品率無(wú)法保證。此外,，CVD法雖然原料廉價(jià),，但設(shè)備價(jià)格高昂（價(jià)格在30-100多萬(wàn)美元/臺(tái)之間），對(duì)于一個(gè)尚在產(chǎn)業(yè)化初期的領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是一大筆成本,。
21世紀(jì)宏觀研究院認(rèn)為,，石墨烯的“產(chǎn)業(yè)化困境”在于，一方面,，因?yàn)槭苤朴谥苽溥^(guò)程中的高成本和低質(zhì)量,，石墨烯目前未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),；另一方面，產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用領(lǐng)域還未實(shí)現(xiàn)突破,，尚未產(chǎn)生規(guī)�,；枨�,。
當(dāng)前我國(guó)石墨烯產(chǎn)品主要在科研單位及企業(yè)研發(fā)部門(mén)中“自產(chǎn)自銷”,。科研單位與企業(yè)對(duì)接不暢,，研發(fā)機(jī)構(gòu)與下游企業(yè)缺乏溝通,，石墨烯研發(fā)重基礎(chǔ)科學(xué)而輕實(shí)用技術(shù)，導(dǎo)致石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)需求未開(kāi),，沒(méi)有一個(gè)領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)石墨烯的規(guī)�,；瘧�(yīng)用。
