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石墨烯研发之争 中韩日美谁能突围?

2015-01-27 08:59
老猫
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  被誉为“21世纪的神奇材料”、“万能材料”,有业内人士如此评价石墨烯,“如果说20世纪是硅的世纪,那么,石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元,将给世界带来实质性的变化”。仅在集成电路行业,如果石墨烯能够取代1/10的硅,就将带来5000亿元以上的市场容量。“万能”的石墨烯也因此成为全球各国研发的新宠,中韩日美德齐上阵。

  近年来,石墨烯热度飙升,成为世界各国研究开发的对象。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在。直至2004年,英国物理学家成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,2010年英国物理学家也因该发现获得了诺贝尔物理学奖。

  “万能材料” 优良性能引重视

  据了解,“万能材料”石墨烯一种技术含量非常高、应用潜力非常广泛的碳材料,因强度最高、韧性最好、重量最轻等众多优良性能,自被发现以来受到极大关注。其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能,可以广泛应用于锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、触摸屏、透明电极等领域,在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步。其潜在应用领域包括高速晶体管、透明电极、印刷电子、新型复合材料、超灵敏传感器、新型催化剂、基因测序、储能装置等。在未来5到10年会有很大的发展,在相关领域引发革命性的突破,带动价值数万亿美元的新兴产业链。

  自石墨烯被发现以来,研究人士一致努力开发这种材料的商业用途,如替代晶硅应用在芯片领域,制造锂离子电池负极材料以及超级电容器,制造可弯曲触摸屏等。随着批量化生产和大尺寸难题逐步突破,石墨烯的产业化步伐正在加快,国内外相关机构的科研投入力度也在上升,市场关注度随之升温。

  广泛应用研发 全球多国齐上阵

  2010年诺贝尔奖将石墨烯带入人们视线,目前欧盟已投入10亿欧元用于石墨烯的研究和产业化应用。2013年1月28日,欧盟委员会宣布将石墨烯和人脑工程两大科技入选“未来新兴旗舰技术项目”,并分别设立专项研发计划,每项计划将在未来10年内分别获得10亿欧元的经费。韩国和英国分别投入3.5亿美元、5000万英镑进行商业化。石墨烯材料逐渐引起了我国社会各界的广泛关注,各级政府也将石墨烯产业作为产业升级换代的突破口,纷纷成立石墨烯相关产业或联盟。与此同时,工业和信息化部等部门在加紧研究“十三五”新材料规划,出台时间有望在2015年下半年,石墨烯入选该规划已经基本落定。早在2012年,工信部发布《新材料产业“十二五”发展规划》,规划中的前沿新材料就包含石墨烯;科技部也明确表态将支持石墨烯的研究。

  据不完全统计,2011年,我国首家石墨烯企业成立,目前企业数量已达到40余家。无锡市近日宣布,2015年石墨烯及相关产业规模将突破50亿元,2020年达到300亿元;宁波市计划3年内设立9000万元的财政资金项目,并在10年内打造千亿规模的产业特色群。2013年,中科院重庆研究院成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯,并以知识产权和技术出资的形式,与上海南江集团共同组建了重庆墨希科技有限公司,开发以石墨烯触摸屏、显示屏为代表的石墨烯薄膜原材料,推动石墨烯实现产业化。日前,重庆市研发的石墨烯手机预计今年将投放市场的新闻在国内引起广泛关注。石墨烯触摸屏与现有手机触摸屏材料相比,具备更好的透光度和柔性。据介绍,如果其他部件和材料也得到相应改进,手机、平板电脑上的显示屏未来就能实现可折叠弯曲,而不会对屏幕造成损害。

  此外,重庆市有关单位正在推动成立重庆石墨烯研究院,为产业链下游开发石墨烯应用产品提供支持,加快推进石墨烯产业发展。

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