登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
石墨烯,一种碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的炭质二维材料,以其超高的比较面积〔单层石墨烯比表面积理论计算为2 630 m2/g)、优异的电子迁移率(20 000 cm2/(V•s)〕、高的热导率(导热系数高达5 300 W/m•K)、超强的力学性能和良好的生物相容性,成为了学术界以及产业界研究和开发的热点,它可以应用于理论物理实验平台、纳米电子器件、超导材料、储能和产能器件、显微滤网和传感器和生物医药等领域。
目前美国、欧洲、韩国等制造业强国的石墨烯应用研究都开展的如火如荼;我国的石墨烯产业更是发展迅猛,由地方政府支持和孵化,在高校及科研院所的技术支撑下,涌现出了如天津普兰纳米科技有限公司、南京先丰纳米材料科技有限公司、常州二维碳素科技股份有限公司、常州第六元素材料科技股份有限公司等一批专业从事石墨烯材料生产与元件技术的高科技企业。不仅如此,为了整合协调产业资源,推进低成本石墨烯及装备技术进步和产业化而创办的“中国石墨烯产业技术创新战略联盟”,更是在建立石墨烯上下游、产学研信息、知识产权等资源共享,建立与政府沟通的渠道及人才培养、国际合作的平台,推动标准、评价、质量检测体系的建立,提升低成本石墨烯的整体竞争力方面,正做着探索性的努力和尝试。
在如今石墨烯产业化一片欣欣向荣的大背景下,规划石墨烯及其相关技术发展路线,引领石墨烯(包括相关二维晶体材料)及杂化体系产品的技术发展路线成为了当务之急。
一、石墨烯及其相关材料
石墨烯及其相关材料(graphene and related materials,GRM)突破性技术的诞生,无疑将使人类更多目标成为可能,它能克服价值链中材料、元件和系统的发展瓶颈;GRM的特殊性能将成为未来应用的关键技术,这些技术也许在眼前还尚不能实现,但对这些技术的研究和应用,必将为人类带来新的发展机遇。
根据欧洲旗舰计划2015年编制的石墨烯发展技术路线规划图,GRM发展的关键技术包括:材料技术,用来鉴定和评价新的二维材料,评估这些新材料的应用前景;GRM材料的可靠性、可重复性、可持续性、安全性,宏量合成方法等研究,满足不同应用领域的特殊需求。元件技术,用于鉴定和评价由GRM材料功能化的新元件;鉴定和评价利用GRM材料构建的元件技术;研究高频电子学、光电子学、自旋电子学和传感器技术的电子元件技术。系统集成,用于研究基于GRM材料的元件结构,并发展提供新功能、开辟新应用领域的系统组装方法;发展GRM集成于已有技术平台的新概念;研究纳米复合材料、柔性电子学和能量应用的集成方法。
通过对GRM知识基础发展和新型器件技术路线积累的概括,有助于人类规划和创新GRM相关技术的发展,最终的目标是将GRM集成到未来应用系统当中。在信息和通讯技术领域,可以关注能带来新应用方向的技术,如变形的概念(Morph concept),探索GRM的电学、光学和力学性能,从而实现个人通讯器材的新突破。
在物质交换领域,更多地关注能量生产与存储的关键技术,以及新型功能轻质复合材料在这一领域的应用。GRM材料和技术在这一技术领域中,将有可能集成到新型飞机、大巴、电动汽车等交通运输系统之中。利用了GRM可视化技术的Smart-ForVision概念电动车如图1所示。
图1 融合了可视化技术的Smart-ForVision概念电动车
在健康和能源领域,通过对GRM材料特殊电学和光学性能的研究和探索,学术界和工业领域将有希望明确新型信息处理和通讯系统的发展方向。针对目前已成形的GRM材料和技术,欧洲旗舰计划为GRM发展规划了11个技术领域,包括基础研究、健康与环境、制备、电学器件、自旋电子学、光学与光电子学、传感器、柔性电子学、能量存储与产生、复合材料、生物医药应用。未来10~20年之间,以上11个领域中,都将出现石墨烯的身影,预计到2030年,GRM相关材料和技术将可以直接转换成为消费品,走到消费者身边,如图2的预测所示。下面将按照GRM材料和技术的科研和专利产出2方面,就目前石墨烯材料和技术的发展进行全景分析。
图2 GRM产品发展趋势预测
二、GRM材料和技术的科研产出
通过研究GRM技术发展,不难看出GRM材料和技术的研究是“平移式”纳米技术出现的典型案例。也就是说,石墨烯在实验室中被发现,而很快被转移到实际的应用研究之中。自2007年开始,关于石墨烯的科技论文和专利活动在世界范围内同时迅速的增长,即在科研和应用大量领域,石墨烯的出现,都引起了人们的广泛关注。这一事实恰好证明了GRM技术是平移式的纳米技术。
生物医药领域的研究和开发,是基础研究与临床实践结合的最紧密的方向,它与转移技术的概念息息相关,也可以应用到更广泛的领域之中进行推广。一个典型案例是巨磁电阻的出现,仅仅用了几年的时间,相关研究就从学术界发展成为信息存储应用技术的主导方向。而与之相比,GRM技术的应用前景则具有更深远的影响力:将GRM元件集成到Si基电子工业领域中,或可逐步替代Si的应用,不仅能够提供更高的性能,还可能发现更重要跟新的应用领域。
不仅如此,碳材料一直以来都是多种技术解决方案的驱动力:19世纪,通过煤碳的燃烧,人类获得能量,推进了第1次工业革命的进程;20世纪,碳基的塑料革命性的推动了制造业的发展;21世纪,石墨结构的碳材料会成为第3次技术革命的关键组成。
如图3所示,2000年以来,与石墨烯相关的科技论文呈逐年增长的趋势,且这种增长没有任何要减慢的趋势。石墨烯领域研究的热度不减,原因是多方面的:首先,石墨烯是一种具有特殊性能的材料,无论是分隔开还是结合看,这些性能都可以应用到多个领域。随着时间的推移和石墨烯技术的进步,人们总是能发现它的新能力和新用途。其次,石墨烯科技的发展是建立在地球上最丰富的元素的基础之上的,这就使GRM技术成为了一项稳定、可持续、经济的技术。第三,石墨烯是一种二维材料,它不仅适用于信息与通讯领域的生产,同时也适用于传统的Si材料元器件的研发。
图3 石墨烯相关科技论文的发表情况
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星太阳能光伏网获悉,10月12日,大同新成新材料股份有限公司与西北工业大学、西安科技大学合作共建新型光伏材料联合实验室及柔性钙钛矿太阳能电池工艺及设备开发项目签约揭牌仪式举行。大同新成新材料股份有限公司立足企业创新发展,依托产业优势、专业人才和设备优势,与西北工业大学材料学院合作
北极星储能网获悉,8月18日,福建龙岩永定区石墨烯动力(储能)锂离子电池生产项目签约。据悉,该项目总投资18亿,由深圳宁迪新能源有限公司投建,项目年产4GWh动力电池及储能电池,分两期建设。约定一期项目投产后3年内达产,实现年产值8亿元以上、年纳税5000万元以上。
5月11日,镇江500千伏访仙变电站室外5号主变500千伏侧5042开关汇控柜,喷涂了新型纳米陶瓷散热材料,柜体温度半小时内从26.5℃降到了20.8℃。此次采用的纳米远红外陶瓷材料与高品质石墨烯组合“降温服”,可以大幅提升热管理效率,在不需要外部任何能源、不占用额外体积、不增加设备的情况下,以“零能
“目前,单层石墨烯的市场公价是每克近千元,通过我们的特殊提取技术,可以使成本下降至目前的百分之一。”日前,在参观北京旭华时代科技有限公司(以下简称“北京旭华”)研发车间时,该公司董事长崔旭指着玻璃容器内的黑棕色液体向记者如此介绍。该公司曲面石墨烯已量产下线,当前产量达20吨;预计年
近日,工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建,建设地位于浙江宁波,股东单位充分汇聚了浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。国家石墨烯创新中心面向石墨烯
近日,工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建,建设地位于浙江宁波,股东单位充分汇聚了浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。创新中心面向石墨烯产业发展的
由位于柏林的全球能源互联网欧洲研究院(简称欧洲研究院)重点研发的石墨烯改性电工材料新技术此前成功应用于高压断路器新型电触头制备。近日,基于这种新型电触头部件的252KV/63KA敞开式柱上断路器在宁夏石嘴山步桥变电站中正式投入运行。据介绍,这项高端电工材料新技术在世界范围内率先填补了石墨烯改
6月24日由国网联研院、中国电科院、国网宁夏电力、平高集团联合研发的252千伏石墨烯断路器在石嘴山电网220千伏步桥变电站成功挂网运行,标志国内首台基于石墨烯改性电触头的252kV/63kASF6敞开柱式断路器在石嘴山电网正式运行。据了解,新型的石墨烯改性电触头表现出优异的耐磨性、导电性、抗熔焊性和抗
4月25日获悉,中国电力科学研究院有限公司完成新型防腐涂料变压器温升模拟实验。实验数据显示,与传统防腐涂层相比,新型防腐涂料可延长变压器绝缘纸服役寿命,显著提升变压器等输变电设备环保性能,还克服了常规涂料添加高导热填料后防腐蚀性能下降的难题。由于传统防腐涂层热导率远低于外壳金属材料
北极星储能网获悉,1月17日,湖北房县举行2022年招商引资“开门红”签约仪式,14个项目集中签约,其中两个储能生产项目,总投资30.5亿。湖北世润新材料有限公司投资5千万元建设石墨烯项目、湖北钒界新能源有限公司投资30亿元建设钒储能项目、
为了寻求可持续的能源储存,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员提出了一个新的概念,将石墨烯应用到可持续的钠离子电池中,从而让容量比传统钠离子电池增长了十倍。
连日来,动力电池领域新闻不断。这些声音既牵动着消费者,也影响着资本市场。5月13日,广汽集团旗下的广汽新能源对外宣布:今年底,石墨烯电池量产研发工作将终于从实验室走向实车,广汽新能源埃安车型将搭载相关技术成果。“基于广汽三维结构石墨烯(3DG)材料而研发的“超级快充电池”已经完成电芯、
事实上,石墨烯行业上市公司业绩表现同样出色,成为当前场内主流资金追捧的重要推动力。近期,石墨烯行业利好信息集中释放,引发资本市场的广泛关注。据人民网消息,从中国高科技产业化研究会7月16日在北京举行的科技成果评价会上获悉,中国石墨烯包覆改性锂离子电池正、负极材料技术获得重大突破。经
7月15日,技术员通过实验展示石墨烯三防涂层技术的耐高温特点。新华社记者杨世尧摄近日,一种防高温高湿、防盐雾腐蚀、防霉菌的石墨烯三防涂层技术在河北秦皇岛经济技术开发区研制成功。据了解,这种涂层技术在南海、东海重盐雾地区的舰船高温部件上挂件测试,通过了6000小时连续工作验证,使原基材在
石墨烯的理论研究始于1947年,迄今已有70年的历史。但真正能够独立存在的二维石墨烯晶体则是出现在2004年:英国曼彻斯特大学天文物理学教授AndreK.Geim领导的研究小组利用微机械剥离方法首次获得了石墨烯。由于具有优异的力学、热学、电学和磁学性能,有望在高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、
5月19日,2018石墨烯前沿技术高峰论坛在常州举办。会上,中国经济信息社发布《2017mdash;2018中国石墨烯发展年度报告》(下称《年报》),系统分析全球及我国石墨烯产业发展新态势,为业界、学界和政府提供重要决策参考。《年报》分析认为,随着低成本、高性能、规模化应用技术的突破,石墨烯将掀起一场
据韩国《亚洲经济》网站消息,韩国忠南大学研究组在加工石墨烯时,省略了必要的传递过程,利用钛在低温下开发出新型高品质的大面积石墨烯合成技术。该研究成果发表在纳米领域的国际学术杂志《ASCNano》上。石墨烯的导电率和热传导性好,机械强度高,柔软性和透明性也很好。因此,可以广泛应用于二次电
近日,哈工大材料科学与工程学院于杰教授及其课题组2014级博士生曾杰在石墨烯材料生长技术取得重大进展,研究成果发表于国际著名材料期刊《先进材料》(AdvancedMaterials)(影响因子:19.791)。论文题目为ldquo;热化学气相沉积生长三维石墨烯纤维rdquo;。石墨烯由于其独特的单原子层结构而具有多方面的
从2004年首次分离到2010年获得诺奖,石墨烯作为一种新型的碳纳米材料备受关注,目前全球30多个国家和地区都在布局石墨烯产业。ldquo;由于具有优越的性能和广阔的应用前景,被公认为当下最具发展前景的新材料之一,世界主要国家产业巨头纷纷布局,与石墨烯相关的研究和产业化持续升温。rdquo;中科院院士
全球石墨烯专利申请态势石墨烯相关研究已有较长时间,但一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在。直至2004年,英国曼彻斯特大学的科学家安德烈bull;海姆和康斯坦丁bull;诺沃肖洛夫成功地在实验中从石墨分离出石墨烯,才证实它可以单独存在。两人也因在二维石墨烯材料研究中的开创性实验,共同获得
近日,记者从石墨烯规模制备新技术媒体发布会上获悉,针对石墨稀规模制备技术现有不足,北京化工大学教授毋伟带领研究团队成功研发出高效、低成本、高品质石墨烯规模化生产新技术,并于日前与北京中元龙港矿业科技有限公司合作建立中试生产线,实现技术转化。据介绍,该技术在物理液相剥离法的基础上创
石墨烯作为一种新型的二维纳米材料,在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等诸多领域具有巨大的应用潜能。近年来,围绕石墨烯的专利申请量在全球范围内呈现出高速增长态势。本文基于DII数据库、宁波市科技文献检索服务中心的WIPSGlobal专利数据库,利用TDA、ThomsonInnovation等分析工
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的二维纳米碳材料。石墨烯作为一种新型的二维碳纳米材料,具有超薄、超轻、超高机械强度、超强导电性等优异性能,可广泛应用于电子信息、新材料、新能源、生物医药、航空航天及环境保护等诸多领域,是推动高技术发展的重要材料之一。美国、欧
近日,江南石墨烯研究院联合江苏省知识产权研究中心发布《石墨烯光伏专利分析报告(2017)》。报告显示,截至2017年8月31日,石墨烯光伏产业的海外专利申请量为1852件,国内专利申请量为2312件,国内的专利申请量处于全球领先地位,技术发展处于快速增长阶段。报告显示,石墨烯应用在光伏领域的中国专
从2004年首次分离到2010年获得诺奖,石墨烯作为一种新型的碳纳米材料备受关注,目前全球30多个国家和地区都在布局石墨烯产业。ldquo;由于具有优越的性能和广阔的应用前景,被公认为当下最具发展前景的新材料之一,世界主要国家产业巨头纷纷布局,与石墨烯相关的研究和产业化持续升温。rdquo;中科院院士
根据近日中国石墨烯产业技术创新战略联盟专利委员会发布的报告,全球石墨烯受理专利量58%来自中国。从重要专利申请人国别看,申请数量不少于60件的共有76个申请人,其中8个来自美国,3个来自日本,16个来自韩国,而来自中国的达49个,处于绝对领先地位。由该联盟产业研究中心完成的《2017全球石墨烯产
记者从国际石墨烯产品认证中心获悉:中国已是石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一,全球石墨烯专利中58%来自中国。据悉,国际石墨烯产品认证中心(IGCC)由中国石墨烯产业技术创新战略联盟联合欧洲石墨烯平台机构PhantomsFoundation等组织发起成立。作为第三方认证机构,该中心将为全球不同行业不同
石墨烯作为一种新型的二维纳米材料,在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等诸多领域具有巨大的应用潜能。近年来,围绕石墨烯的专利申请量在全球范围内呈现出高速增长态势。本文基于DII数据库、宁波市科技文献检索服务中心的WIPSGlobal专利数据库,利用TDA、ThomsonInnovation等分析工
一、背景介绍石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,具有高导电性、高强度和超轻薄等特性,在电子、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域具有巨大的应用潜力。世界各国纷纷将石墨烯及其应用技术作为长期战略发展方向,以期在由石墨烯引发的新一轮产业革命中占据主动和先机。在这
石墨烯作为一种新兴材料,已经成为资本追逐的热点。数据显示,我国已有相关石墨烯产业的企业近千家,而许多地方政府也是热衷石墨烯产业的发展,大兴土木,广纳政策兴建石墨烯园区。一些企业更是频频向大学院校和科研机构伸出橄榄枝合作开展石墨烯项目的研究与开发。相关专家在接受《中国企业报》记者采
作为石墨烯研究最为活跃的国家之一,我国石墨烯技术创新成果频出,产业化发展势头迅猛。但与发达国家相比,我国石墨烯研究和产业发展基本处于产业链和价值链的低端,面临着陷入低端陷阱的风险。目前,我国石墨烯下游应用多集中在粉体(类石墨烯)领域,也就是将石墨烯作为改性添加剂应用于涂料、复合材料
关于石墨烯,坊间有戏言,称其除了不能吃,石墨烯可以用于一切领域,一切产品中,这款新材料之王石墨烯,究竟是何方神圣?它真的能带来颠覆吗?下面笔者从专利分析、技术应用、制备方式等方面来为大家揭晓。核心看点石墨烯专利技术分析专利申请趋势/技术分布/申请人信息等石墨烯相关技术应用石墨烯晶体
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!