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石墨烯发现于欧洲,而关于GRM技术的研究已经遍布了世界各地,详见图4所示。2013年,欧洲地区发表的关于GRM技术的科技论文最多,站到了整体的34%;紧随其后的是亚洲地区,主要是来自于东亚3国的贡献;北美地区也十分重视GRM相关技术的研究,发表的科技论文占到整体的24%。
结合以上论述,GRM技术的研究,可成为新型、强大而灵活的、可持续的、经济上可行的技术平台。因此,石墨烯技术研究成为了材料科学领域最重要的前沿热点。尽管如此,由于石墨烯的独特结构,它的许多应用可能仍不被人们了解,而对应的分析方法也是高度复杂的。引用诺贝尔奖获得者Frank Wilczek先生的观点:石墨烯是唯一可能存在的,将量子场论转化为专利性创新的系统平台。因此,GRM材料与技术的基础和前瞻性研究,仍是未来几年人们重点关注的领域。在这一领域的科技论文的发表,将继续保持迅速的增长态势。
图4 发表石墨烯相关科技论文的国家和地区分布
三、GRM材料和技术专利全景分析
专利作为知识产权的重要组成部分,是企业研发成果的重要表现形式,也是世界科技技术信息最重要的展现平台。通过对GRM材料和技术方面全球专利的全景分析,可以了解到目前GRM技术的发展现状,同时获得未来技术发展趋势的信息,是研究GRM技术、战略和情报的重要手段。
自2007年起,与石墨烯相关的专利领域活动开始加速增长,如图5所示。这主要是由在韩国以及美国的主要企业和科研机构在相关领域的专利申请驱使发生的。不仅如此,来自中国的高水平石墨烯专利活动,也做出了重要的贡献。一些评论家认为,欧洲的石墨烯专利落后于其他地区。但事实并未如此,一项知识产权分析显示,欧洲的石墨烯专利全景战略已经有了重要立足点,且可以保证欧洲未来的价值机会。随着石墨烯潜在技术的发展空间的不断提高,GRM专利活动逐渐成熟,技术领域的再分配将不可避免的发生,欧洲也将从以专利为基础的商业化石墨烯研究中获利。
图5石墨烯专利申请量
总体来看,石墨烯技术专利活动正在快速增长,已经汇聚到了半导体和生物技术工业的相关细分市场,而这些细分市场都保有高水平的专利活动。在上述细分市场中,商业活动的专利战略通常包含了“利润最大化”和“利润最优化”2个战略,而分行业也经历着专利丛林的困扰,有时需要绕过已授予的专利。政策、法规和商业战略均在发展中限制了专利的实践。在这种环境下,准确的技术全景分析可以为政策制定者、投资者和个别行业参与者提供重要的信息,从而为健全的政策、商业战略和商业化研究计划提供发展的基础。
顶级石墨烯专利所有人(专利委托人)和他们的专利应用分析展示了石墨烯在不同工业方向的广泛相关性,例如汽车、计算机和化工原料方面。在这些工业领域中,专利的应用在时间和行业间的可变换性很广,从而增加了对战略规划的引导性挑战,人们需要更准确的石墨烯知识产权地图。
认识了解和准确定位石墨烯快速增长的技术全景,对于那些寻找未来价值保障的人来说非常重要。专利也许是实现未来石墨烯商业利益特别重要的组成部分,因为专利是商业模式中知识产权的重要组成,是技术发展的重要实践方式,是企业研发中战略部署的重要环节。
接下来关于知识产权的分析和讨论,突出强调了石墨烯相关的以科技出版物为代表的科学产品,以及与技术开发相关的石墨烯相关专利申请之间的不同,并且提供了大规模、学术界领导者的集中活动(著名的、有贡献的科学产出)和工业领导人(显著的有贡献的专利申请)的额外数据。
四、石墨烯知识产权全景分析
与石墨烯相关的专利活动从2007年开始加速启动,与其在科技论文发表领域的表现相似,这一现象同样证明了石墨烯技术的研究和探索在世界范围内的加速发展。有趣的是,与石墨烯相关的知识产权活动早于2004年就开始了,而与石墨烯制造相关的专利申请的流程可以追述到1 896年(这是一项氧化石墨的合成方法的专利)。
2006年之前的GRM相关专利,主要是美国研究机构申请和开发的,而2006年之后相关专利的申请则开始猛增。而2007年以后,GRM相关专利的申请则主要由来自于韩国的研发机构主导,他们是三星集团和与三星集团有联系的科研单位,如成均馆大学。
根据应用领域的不同,石墨烯相关的专利包含了多个方向,如表征方法、高分子复合材料、透明显示设备、晶体管、电容器、太阳能电池、生物传感器、导电墨水、窗户、饱和吸附物、光电探测器、网球拍等。总体来说石墨烯相关的专利申请集中于电子元件、制备合成、复合材料等领域。其中,最集中的是GRM材料的合成与电子器件的制造2大方面,分别占据了整体专利申请量的28%和27%。如图6所示。
众所周知,石墨烯的合成主要包含化学气相沉积法、剥离法等;而石墨烯电子器件主要关注设备、晶体管和计算机芯片等。虽然每个产业领域可能存在重合,但这正是跨学科研究的结果,使技术的转换和突破成为可能。
图6 石墨烯专利申请方向分布
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