隨著世界範圍內的大力推動,石墨烯優越的特性使其擁有無比巨大的發展空間,未來可以應用於電子、航天、光學、儲能、生物醫藥、日常生活等等領域,並從研究到產業化正在迅速推進。
石墨烯行業發展階段
據常州二維碳素公司行業人士介紹,石墨烯的發展階段分為在實驗室階段、在工廠階段以及進入百姓家階段。第一階段的特點是石墨烯的製備和石墨烯的市場都在實驗室。研究人員最早成為石墨烯的消費者,向石墨烯的製備提出了微小製備規模。第二階段的特點是石墨烯的生產和市場主要都在工廠,也就是說石墨烯由科研院所實驗室走向工廠的項目實驗室。石墨烯市場在工廠之後,早期石墨烯被用於生產資料的生產,然後再到消費資料生產,最後形成石墨烯在百姓家階段,從而使千家萬戶能收益於石墨烯所帶來的便利,第三階段就是真正的石墨烯時代。
重磅級的石墨烯應用研究成果陸續湧現
國際上的研究熱點是石墨烯的導電性、導熱性、製備方法以及納米材料等,相關專利主要在石墨烯的製備、能源、顯示技術、納米材料及複合材料等領域。其中,我國的研究主要集中在納米材料、材料應用研究等領域,相關專利集中在石墨烯的製備和石墨烯複合材料的應用領域,專利數量超過2200多項,約為全球的1/3。 2009年12月1日在美國召開的材料科學國際會議上,日本富士通研究所宣布,在鐵質襯底上製成7.5釐米直徑的大面積石墨烯薄膜,在此基礎上配置電極和絕緣層,製成了幾千個石墨烯電晶體。如進一步擴大石墨烯面積,還可製作出石墨烯集成電路。2011年4月IBM向媒體展示了新開發的最快的石墨烯電晶體,該產品每秒能執1550億個循環操作,比之前的試驗用電晶體快50%。 2013年,美國俄亥俄州Nanotek儀器公司的研究人員利用鋰離子可在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性,開發出一種新型儲能設備,可以將充電時間從過去的數小時之久縮短到不到一分鐘。 2010 年,美國萊斯大學利用石墨烯量子點,製作單分子傳感器。萊斯大學將石墨烯薄片與單層氦鍵合,形成絕緣體的石墨烷。研究人員移除石墨烯薄片兩面的氦原子島,就形成了被石墨烷絕緣體包圍的、微小的導電的石墨烯阱,可作為量子阱。這一技術可用來製作化學傳感器、太陽能電池、醫療成像裝置或是納米級電路等。 加州大學勞倫斯國家實驗室的張翔教授等組成的研究團隊於2011年宣布,將石墨烯鋪展在一個矽波導管的頂部,建造出了一款能打開或關閉光束的光調製器。每個石墨烯調製器的傳輸速度比銅導線快約千倍。 2012 年1月8日,江南石墨烯研究院、常州二維碳素科技公司聯合相關企業通過聯合研究,實現了石墨烯薄膜材料和現有ITO模組工藝線的對接,全球首次成功製成電容觸控螢幕手機樣機,並完成了功能測試。這款近於透明的超級薄膜手機具有觸控螢幕的基本功能。2014年5月,常州二維碳素科技有限公司宣布其第一條年產3萬平方米石墨烯透明導電薄膜生產線實現量產。來源:江南石墨烯研究院
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