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石墨烯蕴含巨大市场 中国将成最大消费国

2017-07-07 05:56
孤身万里游
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石墨烯,是由单层碳原子经电子轨道杂化后形成的蜂巢状二维晶体,厚度仅为0.335nm。在 2004 年被从石墨中剥离而发现,获诺贝尔奖。又称为单层石墨,是碳纳米管、富勒烯的同素异形体,优异的碳纳米材料。

根据中国石墨烯产业技术创新战略联盟标准,单层石墨烯指由一层碳原子构成的二维碳材料。石墨烯是由不多于 10 层的单层石墨烯周期性紧密堆积构成。石墨烯材料泛指与石墨烯相关的、不多于 10 个碳原子层的二维碳材料。

石墨烯的理化特性

由于石墨烯在电、热、光等诸多领域表现出的卓越性能,被称为“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变 21 世纪”,掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

结合石墨烯的各类优异性能及特性,石墨烯将来运用的领域将会十分广阔,主要集中在能源、环境、电子、化工等行业,尤其是在电子行业的锂电池材料、超级电容器、OLED、柔性屏、传感器、芯片等领域,以及化工行业的涂料、吸附、淡化等领域。

石墨烯研究的全球化热潮

石墨烯相关研究已有较长时间,相关专利申请在 1994 年出现。但一直被认为是假设性材料,直到 2004 年,英国曼彻斯特大学的科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从实验中分离出石墨烯,两人因此分享了 2010 年诺贝尔物理学奖。随后,石墨烯激起了全世界的研发热潮,专利申请开始持续大幅度增长,热度至今不减。

石墨烯研究之风从欧洲刮起,以英国曼彻斯特大学为发源地迅速吹遍全球。世界范围内石墨烯的相关研究成果主要集中在以英法德为代表的欧洲、中日韩为代表的东亚和以美国为主的北美洲。从专利数量来看,中美韩三国位居前列,相关石墨烯研发机构以大学和企业为主。

随着石墨烯各方面应用的不断深入,航空航天、国防、电子信息、能源安全等领域所具有的应用潜力和市场价值,引起了各国科学界和产业界的高度关注。

为了在石墨烯领域取得主动权,各国政府和产业界均上马了大量的石墨烯产业发展计划,并密集投入资金来进行基础研究和应用探索。

作为石墨烯的发现地,欧盟的石墨烯起步早且研究系统性强,特别是推行 Flagship 计划(未来及新兴技术旗舰计划)后,欧盟的石墨烯系统性研究走上快车道。投资十亿欧元的石墨烯旗舰计划,将石墨稀产业发展规划为生产、元件、系统三大部分,制定了全面详细的十年发展规划,强大的研发积累有望让欧盟始终位于石墨烯研发应用的第一梯队。

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