石墨烯作為“二十一世紀(jì)新材料之王”產(chǎn)生就備受期待,石墨烯的每一項(xiàng)突破,都在牽動(dòng)著科學(xué)界和業(yè)界的神經(jīng)。
2015年3月,全球首批量產(chǎn)石墨烯手機(jī)在重慶問(wèn)世,由于采用石墨烯觸摸屏、石墨烯電池和石墨烯導(dǎo)熱膜等新材料,石墨烯手機(jī)具有屏幕畫(huà)面更逼真,電池續(xù)航時(shí)間、使用壽命更長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),并解決了手機(jī)發(fā)燙的問(wèn)題。
2016年6月,廣州市奧翼電子科技有限公司與重慶墨希科技有限公司在廣州聯(lián)合召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì),宣布成功研發(fā)出全球首款石墨烯電子紙。據(jù)悉,石墨烯電子書(shū)已經(jīng)批量面市,這款石墨烯電子書(shū)具有屏幕大、無(wú)藍(lán)光、不傷眼、功耗低和待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。顯現(xiàn)了石墨烯材料在電子顯示屏中的優(yōu)良特性,再次成為石墨烯材料批量化應(yīng)用的成功范例。
2016年11月,荷蘭研究人員發(fā)現(xiàn)了一種潛在的新型顯示屏技術(shù):組成氣泡形狀的石墨烯會(huì)在擴(kuò)張和收縮時(shí)改變顏色。荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的學(xué)者聲稱,這些“機(jī)械像素”(mechanical Pixels)很有可能在未來(lái)得到應(yīng)用,成為比當(dāng)前LED技術(shù)更具柔性、耐用、低能耗的顯示屏。
石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的一種最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料,因其良好的透光性、高導(dǎo)熱系數(shù)、低電阻率和高機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn),且耐摔耐撞,能像紙一樣卷曲的材料,石墨烯材料的透光率高,將會(huì)使電子紙顯示的亮度更好,非常適合應(yīng)用于穿戴式電子設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)等需要超柔性顯示屏的領(lǐng)域。
什么是石墨烯?
石墨烯是一種神奇的納米級(jí)新材料,具有透光性好、導(dǎo)熱系數(shù)高、電阻率低、電子遷移率高、高機(jī)械強(qiáng)度特點(diǎn),能在諸多應(yīng)用領(lǐng)域取代原有材料發(fā)揮高效性能,因而已經(jīng)取代硅,科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將是“徹底改變21世紀(jì)”的新材料,極有可能掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。
人們常見(jiàn)的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的,石墨的層間作用力較弱,很容易互相剝離,形成薄薄的石墨片。當(dāng)把石墨片剝成單層之后,這種只有一個(gè)碳原子厚度的單層就是石墨烯。
石墨烯的特性與應(yīng)用
石墨烯優(yōu)異的性能使其在眾多領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值,是未來(lái)最具潛力的先進(jìn)材料之一。石墨烯超強(qiáng)的性能使其在各個(gè)領(lǐng)域都具有較大應(yīng)用潛力,如高電子遷移率的特點(diǎn)使其可以用于晶體管、傳感器、超級(jí)電容器等;低吸光率的特點(diǎn)使其成為透明導(dǎo)電膜的不二選擇;優(yōu)異的柔韌性使其在柔性顯示、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域大有可為;作為導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的材料,石墨烯在電子產(chǎn)品散熱材料領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景;另外石墨烯作為添加劑在功能涂料、塑料、橡膠、海水淡化、催化劑等眾多領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值。因此,可以說(shuō)石墨烯是未來(lái)最具應(yīng)用前景的先進(jìn)材料之一,是主導(dǎo)未來(lái)高科技競(jìng)爭(zhēng)的超級(jí)材料,市場(chǎng)前景廣闊,有望催生千億元規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。
石墨烯的特性和應(yīng)用
本月初,華為宣布推出業(yè)界首個(gè)高溫長(zhǎng)壽命石墨烯助力的鋰離子電池;同時(shí)宣布華為快充電池已經(jīng)商用,并將于今年12月底正式對(duì)外發(fā)布超級(jí)快充手機(jī)。隨后便有媒體將兩件事結(jié)合起來(lái),認(rèn)為華為將推出石墨烯電池快充手機(jī)。經(jīng)媒體求證后發(fā)現(xiàn),華為即將推出的快充電池與石墨烯技術(shù)無(wú)關(guān);日前有重大突破的是適用于通信基站的石墨烯助力的鋰離子電池,且該電池主要的突破點(diǎn)在耐高溫和長(zhǎng)壽命,并非快充。
國(guó)內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展
正是石墨烯材料自身無(wú)與倫比的優(yōu)異性能使其自問(wèn)世以來(lái)就得到了全球最矚目的關(guān)注,2004年發(fā)現(xiàn)至今不過(guò)才12年的時(shí)間,卻獲得了飛速發(fā)展。
2014年9月,科技部在“863科技發(fā)展計(jì)劃”中提到,要將石墨烯研發(fā)作為重點(diǎn)支持的內(nèi)容。
2014年11月,發(fā)改委聯(lián)合財(cái)政部、工信部出臺(tái)《關(guān)鍵材料升級(jí)換代工程實(shí)施方案》,提出到2016年,推動(dòng)包括石墨烯在內(nèi)的20種重點(diǎn)新材料實(shí)現(xiàn)批量穩(wěn)定生產(chǎn)和規(guī)模化應(yīng)用。
2015年2月,工信部出臺(tái)《關(guān)于印發(fā)2015年原材料工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展工作要點(diǎn)的通知》,制定石墨烯等專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃,組建碳纖維、石墨烯、稀土等新材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新中心,重點(diǎn)突破共性技術(shù)、專用裝備、高端品種等制約。
2015年10月,國(guó)務(wù)院發(fā)布《<中國(guó)制造2025>重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖》,明確了石墨烯在戰(zhàn)略前沿材料中的關(guān)鍵地位,強(qiáng)調(diào)其戰(zhàn)略布局和研制。努力實(shí)現(xiàn)石墨烯產(chǎn)業(yè)“2020年形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模,2025年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億”的發(fā)展目標(biāo)。
2015年11月,工信部聯(lián)合發(fā)改委、科技部出臺(tái)《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見(jiàn)》,提出到2018年,石墨烯材料制備、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、終端應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)良性互動(dòng)的產(chǎn)業(yè)體系基本建立;到2020年,形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系,實(shí)現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和低成本化。
目前我國(guó)石墨烯技術(shù)專利的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)1萬(wàn)件,位居全球之首,這從一定程度上反映出我國(guó)在石墨烯技術(shù)方面投入了巨大的研發(fā)力量,并且也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。但部分石墨烯核心專利依舊掌握在少數(shù)大國(guó)手中,國(guó)內(nèi)石墨烯研發(fā)實(shí)力還有待進(jìn)一步提升。
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