[編者按]在石墨烯研究領域,我國正和發(fā)達國家同處于起跑階段,如果錯失這個機會,等幾年后國外已經實現了產業(yè)化,我們再去做,無疑又將重復研發(fā)領先、產業(yè)落后的老故事。有遠見的企業(yè)和投資者正給予石墨烯密切關注。
據報道,近日,中科院寧波材料所與寧波墨西科技有限公司簽約,雙方將聯合組建“石墨烯制備與應用研發(fā)中心”,進一步擴展石墨烯應用領域。同時,全球首條石墨烯生產線也將于今年10月在寧波建成投產。據寧波墨西科技有限公司董事長陳為健介紹,年產300噸石墨烯的生產線已經開始少量制備石墨烯。
相關專家表示,該條生產線的投建,意味著我國石墨烯產業(yè)化邁出重要一步。
不過,石墨烯要想真正成為廣泛應用的新材料,還需要在應用方面進一步研究和拓展。同時,國家也應該出臺相關扶持政策,為石墨烯應用構建更完善的發(fā)展環(huán)境。
神奇材料
2004年,科學家用膠帶剝離出了單層石墨——石墨烯,并發(fā)現它具有多種獨特的物理屬性,如電導率高、導熱性好、非常堅硬等。這立即激起了全球范圍內石墨烯研究的熱潮。
2010年,兩位石墨烯的發(fā)現者獲得諾貝爾物理學獎后,科學家們在石墨烯上傾注了更大的激情和精力。同時,各國政府也加大了石墨烯研究支持力度。今年1月28日,歐盟委員會宣布,將對石墨烯研究進行10億歐元(約合13.4億美元)的資助,這是歐盟有史以來最大的研究資助類項目之一。
科技巨頭們試圖加快推進石墨烯的產業(yè)化和應用。IBM、三星等已經緊鑼密鼓地開始了石墨烯的應用研究,其中IBM已經研制出了首款由石墨烯圓片制成的集成電路,而三星公司也制造出了由多層石墨烯等材料組成的透明、可彎曲的顯示屏。
除了信息科技領域,由于具有良好的導電、導熱性和二維片狀結構等特點,石墨烯在多個領域有重要的應用。
比如,LED燈如果不能及時放熱,會影響其壽命,而石墨烯涂料則能有效解決這一問題。再如,海水會腐蝕金屬船體,因此每隔幾年船體就要進行重新噴涂。而如果使用石墨烯涂料,則可以將船體耐腐蝕的時間延長數倍。此外,工業(yè)領域的抗靜電塑料,甚至家用不粘鍋等產品,都是石墨烯涂料的“用武之地”。
產業(yè)化方興未艾
在多方的重視和努力之下,石墨烯正在加快產業(yè)化的步伐。不過據記者了解,不同類型的石墨烯其產業(yè)化進程并不相同。
中科院寧波材料技術與工程研究所研究員劉兆平告訴《中國科學報》記者,石墨烯材料可以分為兩類,一類是由單層或多層石墨烯構成的薄膜,另一類是由多層石墨烯(10層以下)構成的微片。
石墨烯薄膜又細分為單晶薄膜和多晶薄膜,其中,單晶薄膜可用于制造集成電路,但距離產業(yè)化的距離還很遙遠。多晶薄膜則有望在5~10年內實現產業(yè)化應用,可替代ITO玻璃用于制造觸摸屏(特別是柔性電子產品)和其他需要透明導電材料的應用領域。
石墨烯的另一個類別——石墨烯微片也可以細分為兩類,一類是功能化的石墨烯微片,由于擁有含氧基團,可以應用在藥物、檢測和催化劑等特殊領域。另一類是較為純粹的石墨烯微片,可用于導電和導熱等多個領域。
目前,在石墨烯薄膜和石墨烯微片這兩個方向上,我國都在進行積極探索。2012年1月8日,江南石墨烯研究院對外宣稱,手機用石墨烯電容觸摸屏在常州研制成功。這種透明的薄膜可以滿足智能手機觸摸屏的基本功能。
中科院寧波材料所劉兆平團隊則掌握了石墨烯微片的低成本規(guī);苽浼夹g,并于2012年4月將該技術轉移給上海南江集團有限公司,成立了專門從事石墨烯產業(yè)化的寧波墨西科技有限公司。2012年9月,位于浙江省慈溪市的寧波墨西科技有限公司年產300噸的石墨烯項目正式開建,并將于今年10月投產。
劉兆平告訴記者,他和團隊研發(fā)的新技術路線操作簡便,成本低廉,10層以下的石墨烯微片占70%以上,電導率高,有望在鋰離子電池、抗靜電導熱高分子復合材料、導電導熱涂料/油墨等領域得到廣泛應用。
應避免重蹈覆轍
不過,石墨烯要想實現真正的產業(yè)化,除了石墨烯材料的低成本量化生產,還需要在應用方面進行進一步的研究和拓展。
比如,石墨烯可以用于鋰離子電池正極涂層,但電池企業(yè)如果想應用石墨烯導電劑,還要考慮一系列的問題,比如按照什么樣的比例加入,才能使石墨烯應用效果更佳;石墨烯添加的方法和順序,以及電池制造工藝的改進等等。
而在這方面,除了企業(yè)自己的努力,還需要國家有關部門的支持!靶枰雠_相關政策,為應用創(chuàng)新創(chuàng)造條件。”陳為健說。
在陳為健看來,目前國家對石墨烯的扶持力度還很不夠!啊濉(guī)劃中并沒有提到石墨烯,我之前拿到的2012年國家發(fā)展改革委的產業(yè)振興和技術改造目錄,石墨烯也并沒有被列入其中!
對此他深感憂慮。采訪中他說,目前石墨烯的價值和前景已經得到了國際上許多科學家的認可,我國也和發(fā)達國家同處于起跑階段,如果錯失這個機會,等幾年后國外已經實現產業(yè)化后,我們再去做,無疑又將重復研發(fā)領先、產業(yè)落后的老故事。
此外,據國土資源部統計,我國石墨儲量占世界的70%左右。陳為健指出,只有加快石墨烯的產業(yè)化和應用,才能避免將來廉價出口原材料,高價進口產品的被動局面,“我們也可以利用自己豐富的礦產資源創(chuàng)造更高的價值,為創(chuàng)新型國家建設貢獻一點力量”。
據報道,近日,中科院寧波材料所與寧波墨西科技有限公司簽約,雙方將聯合組建“石墨烯制備與應用研發(fā)中心”,進一步擴展石墨烯應用領域。同時,全球首條石墨烯生產線也將于今年10月在寧波建成投產。據寧波墨西科技有限公司董事長陳為健介紹,年產300噸石墨烯的生產線已經開始少量制備石墨烯。
相關專家表示,該條生產線的投建,意味著我國石墨烯產業(yè)化邁出重要一步。
不過,石墨烯要想真正成為廣泛應用的新材料,還需要在應用方面進一步研究和拓展。同時,國家也應該出臺相關扶持政策,為石墨烯應用構建更完善的發(fā)展環(huán)境。
神奇材料
2004年,科學家用膠帶剝離出了單層石墨——石墨烯,并發(fā)現它具有多種獨特的物理屬性,如電導率高、導熱性好、非常堅硬等。這立即激起了全球范圍內石墨烯研究的熱潮。
2010年,兩位石墨烯的發(fā)現者獲得諾貝爾物理學獎后,科學家們在石墨烯上傾注了更大的激情和精力。同時,各國政府也加大了石墨烯研究支持力度。今年1月28日,歐盟委員會宣布,將對石墨烯研究進行10億歐元(約合13.4億美元)的資助,這是歐盟有史以來最大的研究資助類項目之一。
科技巨頭們試圖加快推進石墨烯的產業(yè)化和應用。IBM、三星等已經緊鑼密鼓地開始了石墨烯的應用研究,其中IBM已經研制出了首款由石墨烯圓片制成的集成電路,而三星公司也制造出了由多層石墨烯等材料組成的透明、可彎曲的顯示屏。
除了信息科技領域,由于具有良好的導電、導熱性和二維片狀結構等特點,石墨烯在多個領域有重要的應用。
比如,LED燈如果不能及時放熱,會影響其壽命,而石墨烯涂料則能有效解決這一問題。再如,海水會腐蝕金屬船體,因此每隔幾年船體就要進行重新噴涂。而如果使用石墨烯涂料,則可以將船體耐腐蝕的時間延長數倍。此外,工業(yè)領域的抗靜電塑料,甚至家用不粘鍋等產品,都是石墨烯涂料的“用武之地”。
產業(yè)化方興未艾
在多方的重視和努力之下,石墨烯正在加快產業(yè)化的步伐。不過據記者了解,不同類型的石墨烯其產業(yè)化進程并不相同。
中科院寧波材料技術與工程研究所研究員劉兆平告訴《中國科學報》記者,石墨烯材料可以分為兩類,一類是由單層或多層石墨烯構成的薄膜,另一類是由多層石墨烯(10層以下)構成的微片。
石墨烯薄膜又細分為單晶薄膜和多晶薄膜,其中,單晶薄膜可用于制造集成電路,但距離產業(yè)化的距離還很遙遠。多晶薄膜則有望在5~10年內實現產業(yè)化應用,可替代ITO玻璃用于制造觸摸屏(特別是柔性電子產品)和其他需要透明導電材料的應用領域。
石墨烯的另一個類別——石墨烯微片也可以細分為兩類,一類是功能化的石墨烯微片,由于擁有含氧基團,可以應用在藥物、檢測和催化劑等特殊領域。另一類是較為純粹的石墨烯微片,可用于導電和導熱等多個領域。
目前,在石墨烯薄膜和石墨烯微片這兩個方向上,我國都在進行積極探索。2012年1月8日,江南石墨烯研究院對外宣稱,手機用石墨烯電容觸摸屏在常州研制成功。這種透明的薄膜可以滿足智能手機觸摸屏的基本功能。
中科院寧波材料所劉兆平團隊則掌握了石墨烯微片的低成本規(guī);苽浼夹g,并于2012年4月將該技術轉移給上海南江集團有限公司,成立了專門從事石墨烯產業(yè)化的寧波墨西科技有限公司。2012年9月,位于浙江省慈溪市的寧波墨西科技有限公司年產300噸的石墨烯項目正式開建,并將于今年10月投產。
劉兆平告訴記者,他和團隊研發(fā)的新技術路線操作簡便,成本低廉,10層以下的石墨烯微片占70%以上,電導率高,有望在鋰離子電池、抗靜電導熱高分子復合材料、導電導熱涂料/油墨等領域得到廣泛應用。
應避免重蹈覆轍
不過,石墨烯要想實現真正的產業(yè)化,除了石墨烯材料的低成本量化生產,還需要在應用方面進行進一步的研究和拓展。
比如,石墨烯可以用于鋰離子電池正極涂層,但電池企業(yè)如果想應用石墨烯導電劑,還要考慮一系列的問題,比如按照什么樣的比例加入,才能使石墨烯應用效果更佳;石墨烯添加的方法和順序,以及電池制造工藝的改進等等。
而在這方面,除了企業(yè)自己的努力,還需要國家有關部門的支持!靶枰雠_相關政策,為應用創(chuàng)新創(chuàng)造條件。”陳為健說。
在陳為健看來,目前國家對石墨烯的扶持力度還很不夠!啊濉(guī)劃中并沒有提到石墨烯,我之前拿到的2012年國家發(fā)展改革委的產業(yè)振興和技術改造目錄,石墨烯也并沒有被列入其中!
對此他深感憂慮。采訪中他說,目前石墨烯的價值和前景已經得到了國際上許多科學家的認可,我國也和發(fā)達國家同處于起跑階段,如果錯失這個機會,等幾年后國外已經實現產業(yè)化后,我們再去做,無疑又將重復研發(fā)領先、產業(yè)落后的老故事。
此外,據國土資源部統計,我國石墨儲量占世界的70%左右。陳為健指出,只有加快石墨烯的產業(yè)化和應用,才能避免將來廉價出口原材料,高價進口產品的被動局面,“我們也可以利用自己豐富的礦產資源創(chuàng)造更高的價值,為創(chuàng)新型國家建設貢獻一點力量”。