近日,,在中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的新聞發(fā)布會上稱,,目前石墨烯還不能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,,但其前景十分樂觀,,在能源裝備、交通運輸,、航空航天,、海工裝備等產(chǎn)品上有良好的應(yīng)用前景。中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟還預(yù)計,,到2020年,,全球石墨烯市場規(guī)模將超1000億元。
石墨烯作為一種新型納米材料,,于2004年被制造出來,,是世界上最硬的,、柔韌性最強的材料,,也是目前發(fā)現(xiàn)的唯一的二維自由態(tài)原子晶體,被稱為“奇跡材料”,。自發(fā)現(xiàn)以來,,石墨烯不僅在科學(xué)界受到了極大關(guān)注,并且由于其特殊的納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物化性能獲得了產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注,。
由于石墨烯的性能優(yōu)良,、功能眾多而被廣泛應(yīng)用到鋰電子電池、超級電容,、導(dǎo)電油墨,、觸摸屏,、軟性電子、散熱,、涂料,、傳感器等領(lǐng)域,此外,,在高頻電子,、環(huán)保、光電,、聚合物,、海水淡化、太陽能電池,、燃料電池,、催化劑、建筑材料等領(lǐng)域,,也能發(fā)現(xiàn)石墨烯的身影,。由于應(yīng)用范圍極光,其前景備受關(guān)注,。
石墨烯發(fā)展概況
全球關(guān)于石墨烯的相關(guān)研究已有較長時間,,但2004年前科學(xué)界普遍認為石墨烯只是假設(shè)性的結(jié)構(gòu),無法單獨穩(wěn)定存在,,因此相關(guān)的研究局限于理論層面,。2004年英國科學(xué)家安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫成功地應(yīng)用機械剝離法分離出石墨烯并獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎,之后全球關(guān)于石墨烯的研究進入高速增長期,。
而我國的石墨烯行業(yè)發(fā)展起步較晚,,2012年至2013年,石墨烯技術(shù)的商業(yè)市場產(chǎn)業(yè)化緩慢,,幾乎為零,,鮮有代表產(chǎn)品出現(xiàn)。但在2013年以來,,石墨烯市場迎來了快速發(fā)展期,,具有獨特的發(fā)展?jié)摿Α?
2015年以來政府對于石墨烯的關(guān)注度迅速提升,在多個重要文件中提及石墨烯發(fā)展目標,,且篇幅比過往有所增加,。特別是2015年11月20日發(fā)改委、工信部和科技部三部門聯(lián)合發(fā)布的《發(fā)關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》,,明確提出將石墨烯打造為先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),。
其中還提出到2018年建立起石墨烯材料制備、開發(fā)、應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)良性互動的基本體系,,在部分工業(yè)品和民品上率先產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,;到2020年形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系,打造前端創(chuàng)新,、技術(shù)應(yīng)用,、多領(lǐng)域規(guī)模化應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈,,最終實現(xiàn)石墨烯材料的標準化,、系列化和低成本化,并形成若干家具有核心競爭力的石墨烯企業(yè),。這一舉措可以認定為石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的頂層設(shè)計,,意義非凡,在政府大力推廣下,,石墨烯企業(yè)發(fā)展或?qū)⒂瓉眚v飛,。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院提供的《2016-2021年中國石墨烯行業(yè)深度市場調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》預(yù)測,2016年或?qū)⒊蔀槭┊a(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵年,,前期石墨烯市場將突破50億根據(jù)我們對導(dǎo)電添加劑(8億),、超級電容器(2億)、電子設(shè)備散熱材料(36億),、透明導(dǎo)電膜以及軍工材料(1億)市場的估算,,石墨烯前期市場空間在50億以上,未來導(dǎo)電添加劑市場將突破50億元,,透明導(dǎo)電膜和軍工材料市場空間均在百億以上,。
石墨烯發(fā)展趨勢
隨著石墨烯制備水平的發(fā)展和石墨烯應(yīng)用技術(shù)水平的發(fā)展,石墨烯材料能夠應(yīng)用在更多的下游產(chǎn)品和領(lǐng)域中,。到2024年前后,,石墨烯器件有望替代互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件,在納米電子器件,,光電化學(xué)電池,、超輕型飛機材料等研究領(lǐng)域得到應(yīng)用。
石墨烯制備水平和應(yīng)用技術(shù)水平的發(fā)展是相輔相成的,,以目前的發(fā)展水平看,,電子元件領(lǐng)域的應(yīng)用對石墨烯的質(zhì)量和技術(shù)要求最高,也最難以實現(xiàn),,我們預(yù)計其應(yīng)用在10年左右,;石墨烯在消費電子類的應(yīng)用主要需克服制備技術(shù)的難關(guān),,這也是目前石墨烯研究中最熱點的方向,,我們預(yù)計制備技術(shù)在未來1-2年內(nèi)會有所突破。石墨烯復(fù)合材料和石墨烯能源類產(chǎn)品對石墨烯質(zhì)量和應(yīng)用技術(shù)均有一定要求,我們預(yù)計其在3-5年內(nèi)會有所突破,。
目前最新石墨烯下游產(chǎn)品,,包括石墨烯理療保暖產(chǎn)品,石墨烯內(nèi)暖纖維制成的服裝,,第二代石墨烯手機,,石墨烯防彈衣、石墨烯防靜電輪胎,、石墨烯動力電池等等,,顯示出我國在石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域取得了很好的成績。
石墨烯的研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展持續(xù)升溫,,從石墨烯專利領(lǐng)域分布來看,,其應(yīng)用技術(shù)研究布局熱點包括:石墨烯用作鋰離子電池電極材料、太陽能電池電極材料,、薄膜晶體管制備,、傳感器、半導(dǎo)體器件,、復(fù)合材料制備,、透明顯示觸摸屏、透明電極等,。
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