中國粉體網(wǎng)訊 石墨烯最早由英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家于2004年成功制備，鑒于石墨烯極好的結(jié)晶性以及非凡的電、熱、力和磁性，迅速成為近年來材料科學(xué)和凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
隨著三部委《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》持續(xù)推進(jìn)、《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)十三五發(fā)展規(guī)劃》的出臺(tái)和石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，預(yù)計(jì)2017年我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱度仍將不減。本文就現(xiàn)階段石墨烯發(fā)展的三大難題及發(fā)展趨勢做了簡要分析。
一、石墨烯產(chǎn)業(yè)的“三大”難題
要做出石墨烯“爆款”產(chǎn)品需解決三大關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)：石墨烯宏量可控制備技術(shù)，即規(guī)模化制備石墨烯時(shí)確保品質(zhì)穩(wěn)定可控；石墨烯分散技術(shù)，即如何保持石墨烯穩(wěn)定均勻分散狀態(tài)；石墨烯功能化技術(shù)，即針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域，改變石墨烯結(jié)構(gòu)性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)石墨烯材料導(dǎo)電性等特性參數(shù)可控。
二、石墨烯產(chǎn)業(yè)化的“三大”階段
三、石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“三大”趨勢
1、石墨烯價(jià)格將持續(xù)回落
目前，石墨烯的合成方法主要有四種：微機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法、外延生長法、化學(xué)還原法。鑒于石墨烯極好的結(jié)晶性以及非凡的電、熱、力和磁性，近年來已有越來越多的研究人員參與到石墨烯的制備與合成研究。隨著制備技術(shù)的進(jìn)步，石墨烯價(jià)格將持續(xù)回落。
據(jù)了解，目前石墨烯家族至少有 600 多種，以形態(tài)上又可分為：介孔、凝膠、粉體及薄膜，2017年，石墨烯薄膜和石墨烯微片的價(jià)格將會(huì)進(jìn)一步降低。石墨烯薄膜方面，小尺寸石墨烯薄膜價(jià)格下降較快，而大尺寸石墨烯薄膜仍是稀缺產(chǎn)品，短期內(nèi)價(jià)格下降并不明顯。同時(shí)，石墨烯微片（粉體）的價(jià)格也將持續(xù)回落。
2、石墨烯產(chǎn)業(yè)的更加專業(yè)化
目前石墨烯制備企業(yè)規(guī)模較小，對(duì)石墨烯產(chǎn)品的要求也各有不同，其產(chǎn)品的應(yīng)用行業(yè)差別很大，材料的缺陷已成為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最大的“絆腳石”。造成這種現(xiàn)象最主要的原因一是石墨烯表征方法的不足，不能很好的鑒別石墨烯的結(jié)構(gòu)進(jìn)而加以設(shè)計(jì)；二是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的缺失，缺少一個(gè)行業(yè)都認(rèn)可的、權(quán)威的國家標(biāo)準(zhǔn)，甚至連什么產(chǎn)品屬于石墨烯都有爭論。
目前表征石墨烯的有效手段主要有：原子力顯微鏡、透射電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、光學(xué)顯微鏡、X射線衍射、拉曼光譜等。
原子力顯微鏡是表征石墨烯材料的最直接有效的手段。拉曼光譜的形狀、寬度和位置與石墨烯層數(shù)相關(guān)，拉曼光譜提供了一個(gè)高效率、無破壞的測量石墨烯層數(shù)的表征手段。
至于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，中國已出臺(tái)很多石墨烯地方和行業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，據(jù)預(yù)測，2017年，中國將正式出臺(tái)石墨烯國家標(biāo)準(zhǔn)。北美地區(qū)、歐洲都將進(jìn)一步明確石墨烯行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這將對(duì)石墨烯市場的發(fā)展起到積極推動(dòng)作用。
3、涂料可能是石墨烯應(yīng)用的切入點(diǎn)
專家判斷，五年內(nèi)真正的石墨烯電池研發(fā)很難獲得突破，但是部分儲(chǔ)能領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)初步應(yīng)用，石墨烯在中央處理器和芯片等核心電子元件的應(yīng)用研發(fā)技術(shù)日益成熟。據(jù)推測，最先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的是石墨烯防腐涂料。
石墨烯用于涂料中可制備純石墨烯涂料和石墨烯復(fù)合涂料，前者主要是指純石墨烯在金屬表面發(fā)揮防腐蝕、導(dǎo)電等作用的功能性涂料；后者主要是指石墨烯首先與聚合物樹脂復(fù)合，然后以復(fù)合材料制備功能性涂料，石墨烯可顯著提升樹脂的性能，因此涂料可能是石墨烯應(yīng)用最容易切入的領(lǐng)域之一。
