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推动全球石墨烯产业实现突破 推动石墨烯全球标准制定

北极星储能网  来源:人民日报    2017/9/29 10:36:22  我要投稿  

北极星储能网讯:核心阅读

为了促进全球石墨烯产业的创新合作、推动石墨烯全球标准的制定、加快石墨烯产业的投融资,9月24日—26日中国国际石墨烯创新大会将于南京召开,本次大会的主题是“全球化的分工与合作”。专家认为,世界各国需要通力合作,共享共赢,才能更快地打造属于石墨烯的新时代。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构新材料,它轻如空气,又坚比钢铁,以其优异的导电性、透光性和强韧度在电子、能源、环境、生物等多个领域具有非常大的应用潜力。有了它,可弯曲折叠的屏幕、更薄更耐用的电池、更小的处理器都不再是幻想。自从本世纪初英国曼彻斯特大学教授安德烈˙海姆和康斯坦丁˙诺沃肖洛夫从石墨中成功剥离出单层石墨烯以来,许多国家都对这种神奇的材料展开了深入的研究。

即将在南京召开的中国国际石墨烯创新大会,旨在通过学术、产业交流互动,建立广泛的国际合作关系,推动全球石墨烯产业实现突破。

发展前景广阔,“中国标准”有望走向世界

安德烈˙海姆认为:“没有量化生产,试验性材料将不会有生命力”。石墨烯如何形成产业链,惠及千家万户,也成了全球研发和产业界的重要课题。

石墨烯在中国已经初步形成了产业化。根据中国经济信息社发布的《2016—2017中国石墨烯发展年度报告》,2016年我国石墨烯市场总体规模突破40亿元,石墨烯相关产品的销售额达30亿元左右。根据中国石墨烯产业技术创新战略联盟预测,2017年我国石墨烯市场规模将快速扩大,有望突破100亿元。我国有望成为全球最大的石墨烯消费国家。

据介绍,石墨烯的价格根据纯度、厚度等不同需求差别很大,要求最苛刻的超级电容器所需石墨烯价格约为每克1000元,而涂料等要求较低的石墨烯价格可以低至每克几十元。

目前中国石墨烯材料的年产能维持在3000吨左右,而需求量仅为100余吨。这意味着,石墨烯下游市场仍有待进一步开发,产业前景十分广阔。据悉,本次中国国际石墨烯创新大会向国内外征集了100余项科研成果,吸引了超过400家国内外企业与会。

另外,随着产业化的不断推进,石墨烯方面的标准制定也成了迫切的问题。今年6月,由中国石墨烯产业技术创新战略联盟制定的石墨烯术语标准正式推出,这是世界上首个石墨烯行业的相关标准。在标准制定的过程中,联盟与国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)等世界级行业标准化机构积极沟通协调,这项“中国标准”有望在不久的将来被这些国际机构采纳,成为“世界标准”。

欧美亚齐发力,科研环境比资金更重要

在全球进行石墨烯研发的竞赛中,美国率先将石墨烯研究上升为国家发展战略,据统计,2002—2013年间,美国国家科学基金会(NSF)关于石墨烯的资助项目有近500项,英特尔、波音等美国大型企业也投入了诸多力量进行石墨烯研究。

欧洲是石墨烯的诞生地,欧盟委员会将石墨烯看作与钢铁、塑料等同样重要的基础材料。2013年,欧盟委员会将石墨烯列为“未来新兴技术旗舰项目”之一,该项目将获得10年内共计10亿欧元的资金支持,截至目前共有23个国家的140多个机构参与。加之欧洲科研院所在石墨烯研究方面具有人才优势,许多基础的研发成果均出自欧洲。

亚洲国家也非常重视石墨烯技术的发展,日本科学技术振兴机构、日本新能源产业技术综合开发机构等都已为石墨烯立项;韩国于2013年公布了2014—2018年产业技术开发战略,推动石墨烯材料与零组件的商用化;新加坡国家科研基金会曾针对石墨烯在内的二维晶体研究和商品化项目投入1000万美元。

目前,中国已有多个高校参与的1000多支研究团队,在进行石墨烯从制备、性能研究到工程化、产业化各环节的研发工作。中国石墨烯产业技术创新战略联盟聘请了欧美等地多位石墨烯领域的前沿研究者,其中包括因发现石墨烯材料而获诺贝尔奖的两位科学家,助力中国的石墨烯研发。

中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春表示,虽然许多国家愿意与中国进行合作,但并不意味着中国只能被动地等待对方将科研成果拿到中国来。“在石墨烯材料研发的前沿,我们也应有所布局。从国家层面而言,营造一个适宜科研的环境,出台鼓励创新创业的政策,比单纯向某个行业投入多少资金更加重要。”

加强优势互补,让“黑科技”变为现实

有了石墨烯,许多我们想象不到的“黑科技”都会变为现实。

此前,清华大学的研究团队利用多孔石墨烯材料制造出一种可穿戴的集成声学器件,有望作为聋哑人的“声带”助其发声。英国剑桥大学等机构的研究人员找到了一种新方法来“唤醒”石墨烯的超导性,用于制造超级计算机等。

凡此种种,都说明了石墨烯未来广阔的应用前景。

李义春介绍说,目前石墨烯的应用主要分为两个途径。一是在现有材料的基础上加入石墨烯,推动产品升级,继而促进制造业的转型,正所谓发挥石墨烯的“工业味精”作用。例如,利用石墨烯的导热性能制造的海水淡化系统,单靠太阳能进行发热,就能将海水蒸发,以此收集淡化后的蒸馏水。加入了石墨烯的铅酸电池,电池内铅的寿命将延长30%,电池的性价比也会大幅度提升。此外,混入石墨烯的涂料、镀膜等,都可以让许多传统材料发挥出前所未有的性能。

二是通过新产品、新技术,推动新的产业链形成。在芯片制造领域,著名的“摩尔定律”已在技术上面临触顶:目前最高级的芯片上晶体管间距已经在10纳米的量级,如果继续提升单位面积芯片上用现有材料制成的晶体管数量,不仅成本会大幅攀升,还容易造成过热、短路等问题。对此,多个国家的研究团队都看好石墨烯,只待在核心技术上有所突破。“石墨烯有望带领我们从‘硅时代’步入‘碳时代’。”李义春说。

李义春表示,充分发挥国外的研发能力,同时注重国内产业化和市场,优势互补,合作共赢,是未来石墨烯产业发展的主要思路。此外,石墨烯“一带一路”国际合作基金也在筹备之中,从研发、技术,到产业化、投融资各个层面推动国际合作,有望为产业发展创造更好的环境。

回溯人类文明史,玻璃的发明让我们看到了微观世界,塑料的发明让我们过上了快捷便利的生活。如今,石墨烯承载了改变人类生产生活方式的使命和期待。在这个过程中,世界各国需通力合作,才能更快地打造属于石墨烯的新时代,让这个神奇的材料给人类社会带来新的希望。

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原标题:推动全球石墨烯产业实现突破

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