2018年石墨烯工業(yè)最新研究報告

2018年石墨烯工業(yè)最新研究報告

石墨烯是一種二維碳納米材料，由碳原子在SP2雜化軌道上與六角形蜂窩點陣結(jié)合而成。它是目前已知的最薄最硬的納米材料。它具有超薄、超輕、超柔韌、超高強度、超強導電性、優(yōu)異的導熱性和透光性。它集光性好、導熱性高、電子遷移率高、電阻率低等優(yōu)點于一身，機械強度高、性能優(yōu)異，在電子、光學、磁學、生物醫(yī)學、催化、儲能、傳感器等領(lǐng)域具有廣泛而巨大的應用潛力。它是引領(lǐng)未來高科技競爭的超級材料，被譽為黑金和新材料之王。

粉末生產(chǎn)的常用方法有機械剝離法、氧化還原法、SiC外延法和化學氣相沉積法（CVD），2018年3月31日，我國第一條石墨烯基有機太陽能光伏器件全自動生產(chǎn)線在山東菏澤投產(chǎn)。該項目主要生產(chǎn)基于石墨烯的有機太陽能電池（石墨烯OPV），可以在低光下發(fā)電。石墨烯作為一種新型的二維納米材料，在電子信息、新材料、新能源、生物醫(yī)學、環(huán)境保護、環(huán)境保護等領(lǐng)域有著巨大的潛力和革命性的變化。等等。許多國家和跨國企業(yè)都在石墨烯的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應用上投入了巨資，以搶占工業(yè)制高點。

上游石墨資源：石墨是一種各向異性的碳元素，柔軟、黑灰色、油膩，可污染紙張，莫氏硬度為1-2，一般分為致密結(jié)晶石墨、片狀石墨、隱晶質(zhì)石墨。

我國石墨資源豐富，有支持新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的資源基礎(chǔ)，但高水平、高質(zhì)量的資源較少。結(jié)晶石墨資源儲量僅占3.8%，平均固體碳為7.4%。大型結(jié)晶石墨的比例僅為15.9%。我國石墨初級產(chǎn)品出口價格低，高端產(chǎn)品進口價格高，進出口價格差異很大，導致石墨資源低價流失。

中游石墨烯粉：目前國內(nèi)采用汽提法生產(chǎn)的石墨烯年產(chǎn)量至少1000噸，成本相對較低，但質(zhì)量較差，不存在所謂的優(yōu)質(zhì)低價。

中游石墨烯薄膜：通常采用化學氣相沉積法制備。經(jīng)高溫層層生長。現(xiàn)在我國的年產(chǎn)量可以達到數(shù)百萬噸。石墨烯薄膜質(zhì)量一般較高，價格昂貴，目前主要應用于消費電子領(lǐng)域，覆蓋柔性顯示屏、壓力控制、導熱膜、超級電容器等子領(lǐng)域。

中游石墨烯纖維：納米氧化石墨烯片可用于大石墨烯纖維的紡織生長，可達小米，制備的纖維不僅強度高，而且韌性好。它們可用于制備室內(nèi)加熱纖維和制作功能性服裝。它們也是實現(xiàn)石墨烯軟電池應用的關(guān)鍵材料。

隨著批量生產(chǎn)的逐步突破和大規(guī)模問題的出現(xiàn)，石墨烯的工業(yè)應用正在加速。根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，第一個實現(xiàn)商業(yè)應用的領(lǐng)域可能是移動設(shè)備、航空航天、新能源電池。

石墨烯可用作化學傳感器。這一過程主要是通過石墨烯的表面吸附來完成的。根據(jù)一些學者的研究，石墨烯化學檢測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比較，石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)使其對周圍環(huán)境非常敏感，是一種理想的電化學生物傳感器材料。石墨烯生物傳感器對檢測藥物中的多巴胺和葡萄糖具有良好的靈敏度。

由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性，石墨烯可用于制造晶體管，這種晶體管仍能在接近單原子的尺度下穩(wěn)定工作。相反，硅晶體管在大約10納米的尺度下會失去穩(wěn)定性，而石墨烯晶體管可以在非常高的頻率下工作，因為快速的響應速度。例如，IBM在2010年2月宣布將石墨烯晶體管的工作頻率提高到100GHz，超過同樣尺寸的硅晶體管。

柔性顯示屏在消費電子產(chǎn)品展覽會上引起了人們的廣泛關(guān)注，成為未來移動設(shè)備顯示屏的發(fā)展趨勢，柔性顯示屏在未來有著廣闊的市場，石墨烯作為基礎(chǔ)材料有著廣闊的前景，韓國研究人員研制出了首款柔性透明顯示屏。由多層石墨烯和玻璃纖維聚酯基板制成的復合材料。韓國三星和韓國雙京灣大學的研究人員在63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上制作了一塊電視大小的純石墨烯。他們說這是迄今為止最大的石墨烯塊。然后他們用石墨烯塊來制作一個靈活的觸摸屏。研究人員說，理論上，人們可以卷起智能手機，像鉛筆一樣把它們釘在耳朵后面。

新能源電池也是石墨烯最早的重要商業(yè)領(lǐng)域之一，麻省理工學院成功開發(fā)了一種具有石墨烯納米涂層的柔性光伏電池板，大大降低了制造透明可變形太陽能電池的成本。這種電池可用于夜視鏡、相機等小型數(shù)字器件中，另外，石墨烯超級電池的成功研發(fā)也解決了新能源汽車電池容量不足、充電時間長的問題，極大地加速了新能源電池工業(yè)的發(fā)展。本系列研究成果為石墨烯在新能源電池工業(yè)中的應用鋪平了道路。

石墨烯過濾器比其他脫鹽技術(shù)使用得更多。當水中的石墨烯氧化膜與水緊密接觸時，它可以形成約0.9納米寬的通道，比這個尺寸小的離子或分子可以快速通過。石墨烯膜中毛細通道的尺寸可以通過機械手段進一步壓縮?？刂瓶紫洞笮?，有效過濾海水中的鹽。

石墨烯具有重量輕、化學穩(wěn)定性高、比表面積大等優(yōu)點，是儲氫材料的最佳候選材料。

由于石墨烯具有高導電性、高強度、超薄性等特點，在航空航天和軍事工業(yè)領(lǐng)域的應用優(yōu)勢也十分突出，2014年，美國宇航局研制了用于航空航天應用的石墨烯傳感器，可以探測地球上層大氣中的微量元素和結(jié)構(gòu)定義。石墨烯還將在超輕型飛機材料等潛在應用中發(fā)揮更重要的作用。

石墨烯作為一種新型的光敏元件，通過其特殊的結(jié)構(gòu)，有望比現(xiàn)有的CMOS或CCD提高數(shù)千倍的光敏性，能耗僅為10%，可用于監(jiān)視和衛(wèi)星成像領(lǐng)域，也可用于相機和智能手機。

石墨烯基復合材料是石墨烯應用領(lǐng)域的一個重要研究方向。它們在儲能、液晶器件、電子器件、生物材料、傳感材料和催化劑載體等方面具有優(yōu)異的性能，具有廣闊的應用前景。目前，石墨烯復合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物復合材料和石墨烯基無機納米復合材料上。隨著石墨烯研究的不斷深入，石墨烯增強材料在體金屬基復合材料中的應用越來越受到重視，石墨烯基多功能聚合物復合材料和高強度多孔陶瓷增強了復合材料的許多特殊性能。

石墨烯被用于加速人骨髓間充質(zhì)干細胞的成骨分化和在碳化硅上制備外延石墨烯生物傳感器，同時，石墨烯可作為神經(jīng)界面電極而不改變或破壞信號強度或瘢痕組織形成等性能。由于電極的柔韌性、生物相容性和導電性，E電極在體內(nèi)比鎢或硅電極穩(wěn)定得多，氧化石墨烯在抑制大腸桿菌生長方面非常有效，不會對人體細胞造成傷害。

目前，世界上已有80多個國家投資于石墨烯的研發(fā)和生產(chǎn)，美國、歐盟、日本和韓國已經(jīng)發(fā)布或資助了一系列相關(guān)的研究項目和項目，特別是歐盟制定了石墨烯旗艦計劃，計劃進行投資。新臺幣10億元。不僅如此，IBM、英特爾、陶氏化學、三星等國際知名跨國企業(yè)已將石墨烯及其應用技術(shù)作為長期戰(zhàn)略發(fā)展方向，而且還有一大批專門從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的機構(gòu)和企業(yè)。應用程序已經(jīng)出現(xiàn)。

在各國政府和企業(yè)的積極投入下，石墨烯的研究進展迅速，據(jù)數(shù)據(jù)顯示，石墨烯是世界上最薄、最硬的材料，自2010年以來，在世界范圍內(nèi)掀起了一場研究和開發(fā)熱潮。專利申請數(shù)量繼續(xù)大幅增長，2017年達到13240件，熱值至今未下降。

就不同國家而言，石墨烯在世界上的相關(guān)研究成果主要集中在以英國、法國和德國為代表的歐洲、以中國、日本和韓國為代表的東亞、以美國為主導的北美，其中中國是第一個技術(shù)發(fā)明國，其專利被接受。ance遠遠領(lǐng)先于其他國家/地區(qū)，占總數(shù)的58%。韓國、美國和日本也是這項技術(shù)的主要發(fā)起國。

然而，從技術(shù)生命周期的角度看，石墨烯工業(yè)正處于概念引進期，工業(yè)化的前期突破，并正從實驗室走向工業(yè)化，目前，功能性涂料、復合材料、電極材料、結(jié)構(gòu)REI等低端產(chǎn)品正在向工業(yè)化方向發(fā)展。以石墨烯粉末（體）為原料的強化材料已初步工業(yè)化，但其規(guī)模小、技術(shù)含量低、附加值低，而以石墨烯薄膜為原料的高端產(chǎn)品，如微電子材料、顯示膜材料，要么在實驗室階段，要么在實驗室階段。試點階段，短期內(nèi)難以實現(xiàn)工業(yè)化。

一般來說，石墨烯作為一種新材料，從發(fā)現(xiàn)到大規(guī)模應用，是一個循序漸進的過程，不能一蹴而就。它需要遵循物質(zhì)材料器具使用規(guī)律和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律。

目前，各國的扶持政策大多集中在石墨烯的中游產(chǎn)業(yè)鏈上，歐美等發(fā)達國家的早期扶持政策主要集中在石墨烯的基礎(chǔ)研究和高端應用產(chǎn)品的開發(fā)上，未來5-10年內(nèi)，隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈的加速發(fā)展，隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展也在加速。隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)化和市場價值的不斷攀升，政府將進一步加大對石墨烯下游應用的政策支持，以促進石墨烯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，可以預見，隨著石墨烯制備技術(shù)的逐步成熟和應用研究的逐步擴大，石墨烯產(chǎn)業(yè)化的前景將更加廣闊。H和發(fā)展，在各國政府和企業(yè)的大力推動下，研發(fā)成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化將快速發(fā)展。

從市場規(guī)?？矗澜缡┠晟a(chǎn)能力已達100噸。行業(yè)預計未來5-10年石墨烯年產(chǎn)能將達到1000噸，據(jù)鋰電大學統(tǒng)計，2015年全球石墨烯市場約453萬美元，到2020年預計達到3.85億美元，到202年預計達到21.03億美元。5。

我國石墨烯工業(yè)企業(yè)在小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)中所占比重較大，而大中型企業(yè)數(shù)量相對較少，隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)化的推進，小企業(yè)比重不斷提高，中型企業(yè)規(guī)模發(fā)展也不斷加快。加強。截至2017年12月底，已有4800多家企業(yè)在石墨烯相關(guān)業(yè)務部門注冊。

國內(nèi)石墨烯企業(yè)參與了石墨烯薄膜、粉體、漿體的制備及下游應用，其中石墨烯應用環(huán)節(jié)的企業(yè)數(shù)量最多，占39%；石墨烯研發(fā)環(huán)節(jié)的企業(yè)數(shù)量第二，占19%；技術(shù)指標占比第二。服務和準備環(huán)節(jié)也在10%以上，其他環(huán)節(jié)也在10%以下。

從空間上看，我國石墨烯企業(yè)大多分布在上海、江蘇、浙江、福建、廣東等東南沿海地區(qū)，特別是長三角地區(qū)，其次是四川盆地和山東省。此外，天津、山西、內(nèi)蒙古等地也分布較緩，基本形成了長三角作為集聚區(qū)等碎片化發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局，其中無錫、常州、德陽、重慶、上海等地形成了初步規(guī)模的石墨烯產(chǎn)業(yè)集群。

2015年，國務院發(fā)布《中國制造2025》，部署石墨烯工業(yè)中長期發(fā)展道路，到2020年，石墨烯工業(yè)規(guī)模制備、電化學儲能、印刷電子、航空航天輕高強復合材料、海洋工程防腐等應用技術(shù)水平達到。n個領(lǐng)域達到國際領(lǐng)先水平，相關(guān)產(chǎn)品性能大幅提升，形成十億美元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模；到2025年，優(yōu)質(zhì)石墨烯粉末年產(chǎn)量達到1萬噸以上，薄膜年產(chǎn)量達到1億平方米，達到8英寸石材；批量生產(chǎn)石墨烯芯片的研制突破了石墨烯在電子信息領(lǐng)域應用的技術(shù)瓶頸，整體工業(yè)規(guī)模突破1000億元。2020-2025年電動汽車鋰電池石墨烯基電極材料規(guī)模達到1萬噸，海洋工程石墨烯基防腐涂料10萬噸，柔性電子石墨烯薄膜10萬平方米。

石墨烯產(chǎn)業(yè)前景廣闊，關(guān)聯(lián)企業(yè)數(shù)量逐年增加，據(jù)統(tǒng)計，截至2017年底，我國石墨烯關(guān)聯(lián)企業(yè)超過4800家，2017年新增企業(yè)達到1093家，這些企業(yè)主要涉及研究開發(fā)、預開發(fā)、預開發(fā)等方面。石墨烯的分離、銷售和應用。

石墨烯的制備技術(shù)不斷突破，美國能源部阿貢國家實驗室（argonne national laboratory）開發(fā)了一種以金剛石為基體的超高速化學氣相沉積（cvd）制備單晶石墨烯的新技術(shù)，大大降低了石墨烯薄膜的成本。中國、北京大學和香港理工大學合作，通過改進化學氣相沉積技術(shù)來提高石墨烯單晶薄膜的生長速度。最近，日本研究人員開發(fā)了一種低溫CVD方法，在塑料或二氧化硅基片上直接生長石墨烯，以避免在單晶體中可能發(fā)生的損傷。TAL薄膜轉(zhuǎn)移，預計2018年將出現(xiàn)新的石墨烯制備技術(shù)，進一步提高石墨烯產(chǎn)品收率，降低制備成本是一種趨勢。

石墨烯粉末通常是由石墨制備的，但石墨烯原料開始呈現(xiàn)多樣化的趨勢，除了傳統(tǒng)的石墨原料外，新開發(fā)的石墨烯微芯片還具有多種原材料，包括豆油、廢生物質(zhì)等原材料，石墨烯原料的多樣化。預計將提高原材料的可用性，降低原材料成本，進一步降低石墨烯材料的價格。

2017年10月，在國家物理實驗室（NPL）的領(lǐng)導下，發(fā)布了世界上第一個石墨烯ISO標準。該標準定義了描述石墨烯和相關(guān)二維材料不同形式的術(shù)語，為石墨烯的測試和驗證提供了可執(zhí)行的依據(jù)和標準。同一時期，領(lǐng)先于意大利伊迪什石墨烯公司Directa Plus和意大利因蘇布里亞大學也領(lǐng)導了標準石墨烯生產(chǎn)工藝的開發(fā)。2017年2月，在中國無錫石墨工業(yè)發(fā)展示范區(qū)舉辦了關(guān)于制定石墨烯國家標準提案的研討會。國內(nèi)石墨烯專家就石墨烯的檢測與表征、一般依據(jù)、安全性和產(chǎn)品等46項標準建議進行了討論。

各國對石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的投資和扶持政策不斷升級，除了中國承認石墨烯在十三五等國家規(guī)劃中的戰(zhàn)略新興物質(zhì)地位和對石墨烯引導基金的持續(xù)投資外，許多外國政府也對石墨烯的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化給予了大力支持。自有的工業(yè)公司和基金也更加重視石墨烯技術(shù)。

更具影響力的機構(gòu)和投資項目包括阿拉伯聯(lián)合酋長國的阿布扎比未來能源公司（Masdar）和英國創(chuàng)新公司（Innovate UK）在曼徹斯特建立的石墨烯工程創(chuàng)新中心（GeIC），耗資6000萬英鎊。石墨烯工程創(chuàng)新中心預計將于2018年開始運營。

隨著石墨烯應用和產(chǎn)業(yè)化的不斷發(fā)展，政府、研究和投資機構(gòu)討論了2018年石墨烯支持政策和相關(guān)投資的46項標準建議。

隨著石墨烯產(chǎn)能的不斷擴大和價格競爭的激烈，石墨烯的價格（尤其是石墨烯粉的價格）呈現(xiàn)出持續(xù)下降的趨勢。

在中國，一些物理石墨烯微芯片產(chǎn)品的價格已經(jīng)降到了每公斤幾到幾十元人民幣。在全球市場上，加拿大的Noxplore還聲稱，通過以每公斤10美元的價格推廣高質(zhì)量的低聚石墨烯粉末來競爭市場。石墨烯價格的下降趨勢將在2018年繼續(xù)。隨著隨著石墨烯制備技術(shù)的進一步完善，原材料的多樣化和原材料價格的降低，以及制備成本的進一步降低，降低石墨烯材料價格的趨勢可能從目前的低端石墨烯材料向高端石墨烯材料延伸。

石墨烯薄膜或石墨烯微芯片的價格將進一步降低。對于石墨烯薄膜，小尺寸石墨烯薄膜的價格將迅速下降，而大尺寸石墨烯薄膜仍然是稀缺產(chǎn)品，因此價格將緩慢下降。另一方面，石墨烯微芯片（粉末）的價格將繼續(xù)下降。趨勢6：應用石墨烯在CPU、芯片等核心電子元器件中的離子含量將進一步提高。

石墨烯已廣泛應用于電子領(lǐng)域，其中石墨烯導電油墨和基于石墨烯的射頻標簽（RFID）正在消費電子和其他電子產(chǎn)品市場上出現(xiàn)，未來，石墨烯基電磁干擾屏蔽/靜電防護裝置等技術(shù)將日益增多。此外，石墨烯在CPU和芯片中的應用也引起了許多計算機和電子巨頭的關(guān)注，這些巨頭將進一步推動其未來的研發(fā)進程。

電子是石墨烯最大的應用領(lǐng)域，2017年，除了石墨烯射頻標簽（RFID）、電磁干擾屏蔽/靜電防護（EMI/ESD）器件的應用外，市場上出現(xiàn)了更多的石墨烯電子產(chǎn)品，石墨烯在各種電子市場的發(fā)展。節(jié)段進一步加深。

石墨烯電池的研究和開發(fā)在現(xiàn)實意義上很難取得突破。以石墨烯或石墨烯復合材料為電極的石墨烯電池的研究和開發(fā)還有很長的路要走，但以石墨烯為散熱材料的鋰離子電池取得了一些突破。

儲能是石墨烯的三大應用之一。除了石墨烯材料在導電流體中的應用外，石墨烯材料的應用還擴展到鋰離子電池和電極本身的保護，目前，石墨烯在儲能領(lǐng)域的典型應用包括華為研究所的石墨烯電池保護材料。E和加拿大Grafoid公司開發(fā)的用于新一代鋰離子電池電極保護的石墨烯復合惰性薄膜。石墨烯材料在儲能領(lǐng)域的應用將在2018年進一步擴大。它還可能在其他儲能產(chǎn)品，包括太陽能電池方面取得突破。

2018年，在石墨烯復合材料領(lǐng)域，石墨烯防腐涂料和石墨烯紡織品一直備受關(guān)注，目前，石墨烯材料在紡織品中的應用已經(jīng)開始商業(yè)化，相關(guān)案例包括由世界領(lǐng)先企業(yè)Directa Plus和Colmar推出的一款石墨烯增強纖維滑雪夾克。丁石墨烯產(chǎn)業(yè)在中國，南通強生凱瑞的防火紡織品、深圳恩旺科技的石墨烯加熱智能服裝和家紡產(chǎn)品也引起了關(guān)注。

石墨烯防腐涂料已成批發(fā)貨，隨著石墨烯價格的下降，石墨烯涂料將從高端涂料市場滲透到中端涂料市場，從而進一步確定石墨烯涂料在石墨烯復合材料中的領(lǐng)先地位，石墨烯防腐涂料及圖形的應用乙烯紡織品值得關(guān)注。

石墨烯在汽車中的應用開始登陸，2017年，英國石墨烯公司海代爾和定制超速生產(chǎn)商BAC研制的BAC單石墨烯增強型跑車在2017年的世界移動大會上亮相，并宣布將石墨烯電解質(zhì)固態(tài)電池用于高速行駛。Fisker情感電動汽車充電。2018年，我們將看到更多的石墨烯材料用于輕型車身結(jié)構(gòu)復合材料、車輛傳感器、減震和散熱裝置以及動力電池。這些汽車石墨烯產(chǎn)品的商業(yè)潛力可能在未來幾年逐漸顯現(xiàn)。

博泰石墨是郴州高新技術(shù)企業(yè)，一直從事石墨原礦開采、石墨深加工、石墨動力電池負極材料、石墨烯和核石墨的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售。一直致力于促進和發(fā)展石墨相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

特別關(guān)注了球形石墨烯的發(fā)展趨勢。博泰石墨將進一步完善其石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈。另一方面，將繼續(xù)創(chuàng)新建設(shè)自己的平臺，整合石墨烯上下游資源，對推動公司石墨烯產(chǎn)業(yè)更好發(fā)展發(fā)揮重要作用。

長三角地區(qū)是我國石墨烯工業(yè)發(fā)展較早的地區(qū)，產(chǎn)業(yè)鏈也相對完善，依托當?shù)亓己玫漠a(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺和完善的產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系，形成了石墨烯制備、新能源等綜合性產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。RGY、復合材料、熱管理等領(lǐng)域。

珠三角石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈下游應用市場發(fā)展迅速，尤其是在石墨烯生產(chǎn)和設(shè)備制造方面，珠三角企業(yè)主要集中在材料、電加熱、大健康、新能源等下游應用領(lǐng)域。產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路清晰。

京津冀地區(qū)圍繞北京開展石墨烯技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)協(xié)同，以促進低成本石墨烯和設(shè)備的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)化為目標，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈，促進鏈內(nèi)各環(huán)節(jié)協(xié)同良性互動，進一步整合北京周邊的資源。三地，形成京津冀地區(qū)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高地。

此外，山東省也是我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁的地區(qū)之一，目前山東省已初步形成了石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈。相關(guān)企業(yè)積極定位于石墨烯原料、石墨烯設(shè)備、防腐涂料、導電油墨、鋰離子電池、石墨烯改性橡膠密封件、石墨烯水處理材料等。

2015年11月30日，工信部、發(fā)改委、科技部發(fā)布《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》

石墨烯是一種新型的碳基材料，具有良好的導熱性、導電性和透光性。它具有強度高、超薄、比表面積超大等特點。石墨烯廣泛應用于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、半導體器件、復合材料制備、透明顯示屏觸摸屏、透明電極等領(lǐng)域，在電子信息領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。新材料、新能源、生物醫(yī)學等。

由于碳原子之間的化學鍵，石墨烯不僅是最薄的材料，也是最堅硬的材料。它的斷裂強度比最好的鋼高200倍，同時具有良好的彈性，拉伸范圍可達其尺寸的20%，是自然界中最薄、最強大的材料，由于只有一層原子，電子的運動被限制在一個平面上，帶來了新的電性。對它來說，石墨烯在可見光下是透明的，但不透氣，這些特性使它非常適合作為保護層和透明電子產(chǎn)品的原材料。

硅基集成電路的主頻越高，熱量越高，目前在液氮環(huán)境下硅基芯片的最高頻率為8.4g。日常生活中使用的臺式機芯片的主要頻率基本上是3g到4G，為了控制CPU的功耗，筆記本電腦芯片的主要頻率一般控制在2g到3g之間。

與硅基材料相比，石墨烯在室溫下的載流子遷移率高10倍，導熱性好。該芯片的主頻率理論上可以達到300g，比硅基芯片功耗更低，早在幾年前，IBM實驗室的石墨烯場效應晶體管主頻率為155g，石墨烯是硅的理想替代品。

在政策的支持和鼓勵下，我國石墨烯工業(yè)近年來取得了長足的發(fā)展。常州石墨產(chǎn)業(yè)園、無錫石墨產(chǎn)業(yè)應用示范基地、青島石墨產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范基地相繼建成，隨著工業(yè)化進程的加快，石墨烯產(chǎn)業(yè)集群不斷壯大。

目前，石墨烯還處于工業(yè)化的早期階段，沒有充分實現(xiàn)石墨烯的大規(guī)模應用，沒有形成一個完整成熟的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，石墨烯產(chǎn)品的最大需求市場仍然是科研機構(gòu)和少數(shù)生產(chǎn)廠家，大部分是石墨烯。企業(yè)仍然無法找到穩(wěn)定的經(jīng)營模式和盈利模式，石墨烯技術(shù)研究仍處于前沿階段。從成本和產(chǎn)量的角度來看，石墨烯在市場上的應用還有很長的路要走。

目前，石墨烯在許多研究中的驚人特性都是建立在高質(zhì)量樣品的基礎(chǔ)上的，為了獲得電性能和機械性能最好的石墨烯樣品，機械剝皮是最耗時和最昂貴的方法。

提高產(chǎn)量和降低成本的方法有很多，如液相汽提、化學氣相沉積、直接生長和化學氧化還原，但采用這些方法，產(chǎn)品質(zhì)量會下降，目前還沒有真正適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)。

氧化石墨烯納米顆粒是石墨烯工業(yè)中最成熟的產(chǎn)品之一。它們很便宜。雖然不能用在電池、可彎曲觸摸屏等高端領(lǐng)域，但它們很像電子紙，但可能對人體有毒，而且在地表水中很穩(wěn)定，很容易擴散。

《中國制造2025》強調(diào)加強以石墨烯為主導的新材料基礎(chǔ)研究和體系建設(shè)，突破工業(yè)化制備的瓶頸，密切關(guān)注顛覆性新材料對傳統(tǒng)材料的影響，做好傳統(tǒng)材料的提前布局和開發(fā)工作。f石墨烯等戰(zhàn)略性前沿材料。

隨著國家對石墨烯政策的相繼出臺，世界各國政府紛紛向石墨烯投下橄欖枝，常州、無錫、寧波、青島、北京等地自2012年開始規(guī)劃石墨烯產(chǎn)業(yè)園。具有敏銳嗅覺的資本市場也開始介入石墨烯領(lǐng)域，促進石墨烯的發(fā)展。

新材料產(chǎn)業(yè)作為重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，也是未來高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和開拓者，先進的碳材料具有新的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的理化性能。它們是未來發(fā)展的重要和決定性的新材料。因此，石墨烯工業(yè)的蓬勃發(fā)展是我國傳統(tǒng)材料工業(yè)的升級。

雖然歐美在石墨烯基礎(chǔ)研究方面具有良好的創(chuàng)新能力和科研水平，但我國石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈較為完整。雖然我國石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈尚未成熟，下游環(huán)節(jié)尚未開放，市場需求有待培育，但這只是時間問題。

目前，國內(nèi)部分應用技術(shù)企業(yè)已進行了技術(shù)儲備，正在積極探索和布局石墨烯下游應用市場，未來誰搶占市場機遇，誰就可以分享石墨烯行業(yè)的第一杯。

目前，市場上與石墨烯有關(guān)的產(chǎn)品是魚眼和珠子混在一起的，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。資本市場已經(jīng)激起石墨烯。這種過度宣傳將削弱應用企業(yè)對國內(nèi)石墨烯質(zhì)量的信任，阻礙我國石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時新興企業(yè)也將面臨技術(shù)瓶頸、融資問題、人才流失問題，發(fā)展道路十分艱辛。

一個產(chǎn)業(yè)的崛起必須經(jīng)歷六個階段：第一階段是技術(shù)概念期，第二階段是產(chǎn)品引進期，第三階段是市場擴張期，第四階段是競爭性并購期，第五階段是成熟調(diào)整期，第六階段階段是工業(yè)衰退的時期，目前石墨烯工業(yè)還處于技術(shù)概念階段。要真正進入產(chǎn)品引進和市場拓展階段還有很長的路要走。

作為一種人工材料，石墨烯的潛在危害尚待研究和發(fā)現(xiàn)，因此，石墨烯在材料安全數(shù)據(jù)表中的工業(yè)應用尚不完善，解決其安全問題，使石墨烯對我們自己和我們的環(huán)境盡可能安全是該行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)之一。

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