关于石墨烯材料的调研报告.docx
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关于石墨烯材料的调研报告
关于石墨烯材料的调研报告
调研提纲
从2010年10月初两位英国科学家因为发现石墨烯而获得诺贝尔物理学奖后,石墨烯在我国成为热点词汇,各地科研院所争相研究,企业争相投资,连地方政府也考虑将其产业化。
石墨烯成为争取国家资金支持最热的项目,似乎石墨烯时代已经到来,世界将由石墨烯应用而发生重大改变。
本文在全面分析石墨烯全球技术和产业进展的同时,对到底如何正确认识石墨烯,石墨烯行业的整体轮廓如何,石墨烯产业化的道路到底还有多远,并提出了发展我国石墨烯技术和产业的切实建议。
2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(AndreGeim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(KonstantinNovoselov)发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。
他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。
不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。
这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷。
2009年,安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应,他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。
在发现石墨烯以前,大多数物理学家认为,热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。
所以,它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。
虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在,但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。
2018年3月31日,中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动,该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池(下称石墨烯OPV),破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。
2018年6月27日,中国石墨烯产业技术创新战略联盟发布新制订的团体标准《含有石墨烯材料的产品命名指南》。
这项标准规定了石墨烯材料相关新产品的命名方法。
本次调研主要是针对石墨烯材料进行的一项调查研究。
对于材料专业而言,石墨烯材料近些年来大受欢迎,原因就是它具有许多材料不曾有的物理和化学方面的优良特性。
但是,如同两百年前的电一样,虽然被发现了,但是要做到普遍存在还是有些困难。
本次调研的主要内容是,对石墨烯进行了简单介绍,还有石墨烯的众多物理化学方面的优良特性,再就是石墨烯的应用以及详细提到了石墨烯在锂电池方面的应用,以及石墨烯产业的现状,最后是国际上关于石墨烯开发研究及制备的一些公司,和国内的一些研发机构和公司。
报告正文
一、石墨烯简介
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,是只有一个碳原子厚度的二維材料。
石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在。
石墨烯是已知强度最高的物质,是已知电阻率最小的材料,是已知最薄的材料,是已知导热率最高的材料,并且拥有超大的比表面积。
超大比表面积使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。
实际上石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。
石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。
铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
二、石墨烯的性质
石墨烯的出现,有望在构造材料、电子器件功能性材料等诸多领域引发材料革命。
由于其具有许多特殊性质,有日本的研究人员惊呼石墨烯是“神仙创造”的材料。
许多学者称石墨烯为“改变21世纪的材料”,并预测“21世纪将是碳(C)的时代”。
相比于现有材料,石墨烯拥有众多“史上最强”性能。
1、超强导电性:
由于石墨烯拥有完美的“二维”平面晶格结构,因此电子在晶格中移动时,不会因为晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。
另外,由于石墨烯中碳原子之间作用力很强,使得运动中的电子受到的干扰极小,即使在周围碳原子发生碰撞时也是如此,因此电子具有非常快的运动速度(能够达到光速1/300),远远超过了电子在其他金属导体或半导体中的运动速度,正因如此,石墨烯拥有超强的导电性能。
2、超高强度:
石墨烯的硬度高于金刚石,是目前为止人类已知的硬度最高的物质。
由于高的硬度,石墨烯拥有很高的强度,其强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。
而同时它又拥有很好的韧性,且可以弯曲。
3、导热性能:
石墨烯的导热性能优于碳纳米管。
普通碳纳米管的导热系数可3500w/m·k,各种金属中导热系数相对较高的有银、金、铜、铝。
而单层石墨烯的导热系数可达5300w/m·k。
优异的导热性能使得石墨烯有望作为未来超大规模纳米集成电路的散热材料。
4、超大比表面积:
由于单层石墨烯只有一个碳原子厚(0.335nm),所以石墨烯拥有超大的比表面积。
石墨烯这种比表面积超大的特性使它在储能领域的应用潜力巨大。
三、石墨烯的制备方法
1.机械剥离法:
机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。
这种方法操作简单,得到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构。
2004年,英国两位科学使用透明胶带对天然石墨进行层层剥离取得石墨烯的方法,也归为机械剥离法,这种方法一度被认为生产效率低,无法工业化量产。
虽然这种方法可以制备微米大小的石墨烯,但是其可控性较低,难以实现大规模合成。
2.氧化还原法:
氧化还原法是通过使用硫酸、硝酸等化学试剂及高锰酸钾、双氧水等氧化剂将天然石墨氧化,增大石墨层之间的间距,在石墨层与层之间插入氧化物,制得氧化石墨(GraphiteOxide)。
然后将反应物进行水洗,并对洗净后的固体进行低温干燥,制得氧化石墨粉体。
通过物理剥离、高温膨胀等方法对氧化石墨粉体进行剥离,制得氧化石墨烯。
最后通过化学法将氧化石墨烯还原,得到石墨烯(RGO)。
这种方法操作简单,产量高,但是产品质量较低。
氧化还原法使用硫酸、硝酸等强酸,存在较大的危险性,又须使用大量的水进行清洗,带大较大的环境污染。
使用氧化还原法制备的石墨烯,含有较丰富的含氧官能团,易于改性。
但由于在对氧化石墨烯进行还原时,较难控制还原后石墨烯的氧含量,同时氧化石墨烯在阳光照射、运输时车厢内高温等外界每件影响下会不断的还原,因此氧化还原法生产的石墨烯逐批产品的品质往往不一致,难以控制品质。
3.取向附生法:
取向附生法是利用生长基质原子结构"种"出石墨烯,首先让碳原子在1150℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,最终镜片形状的单层的碳原子会长成完整的一层石墨烯。
第一层覆盖后,第二层开始生长。
底层的石墨烯会与钌产生强烈的相互作用,而第二层后就几乎与钌完全分离,只剩下弱电耦合。
但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。
4.碳化硅外延法:
SiC外延法是通过在超高真空的高温环境下,使硅原子升华脱离材料,剩下的C原子通过自组形式重构,从而得到基于SiC衬底的石墨烯。
这种方法可以获得高质量的石墨烯,但是这种方法对设备要求较高。
5.赫默法:
通过Hummer法制备氧化石墨;将氧化石墨放入水中超声分散,形成均匀分散、质量浓度为0.25g/L~1g/L的氧化石墨烯溶液,再向所述的氧化石墨烯溶液中滴加质量浓度为28%的氨水;将还原剂溶于水中,形成质量浓度为0.25g/L~2g/L的水溶液;将配制的氧化石墨烯溶液和还原剂水溶液混合均匀,将所得混合溶液置于油浴条件下搅拌,反应完毕后,将混合物过滤洗涤、烘干后得到石墨烯。
6.化学气相沉积法:
化学气相沉积法即(CVD)是使用含碳有机气体为原料进行气相沉积制得石墨烯薄膜的方法。
这是目前生产石墨烯薄膜最有效的方法。
这种方法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特点,但现阶段成本较高,工艺条件还需进一步完善。
由于石墨烯薄膜的厚度很薄,因此大面积的石墨烯薄膜无法单独使用,必须附着在宏观器件中才有使用价值,例如触摸屏、加热器件等。
低压气相沉积法是部分学者使用的,其将单层石墨烯在Ir表面上生成,通过进一步研究可知,这种石墨烯结构可以跨越金属台阶,连续性的和微米尺度的单层碳结构逐渐在Ir表面上形成。
毫米量级的单晶石墨烯是利用表面偏析的方法得到的。
厘米量级的石墨烯和在多晶Ni薄膜上外延生长石墨烯是由部分学者发现的,在1000℃下加热300纳米厚的Ni膜表面,同时在CH4气氛中进行暴露,经过一段时间的反应后,大面积的少数层石墨烯薄膜会在金属表面形成。
四、石墨烯的应用
1.基础研究:
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。
在二维的石墨烯中,电子的质量仿佛是不存在的,这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质--因为无质量的粒子必须以光速运动,从而必须用相对论量子力学来描述,这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向:
一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验,可以在小型实验室内用石墨烯进行。
零能隙的半导体主要是单层石墨烯,这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。
单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的,说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。
另外,石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化,其不但对载流子的浓度进行改变,同时可以掺杂不同的石墨烯。
2.传感器:
石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。
石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。
石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。
3.晶体管:
石墨烯可以用来制作晶体管,由于石墨烯结构的高度稳定性,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。
相比之下,目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性;石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点,又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。
例如IBM公司在2010年2月就已宣布将石墨烯晶体管的工作频率提高到了100GHz,超过同等尺度的硅晶体管。
4.柔性显示屏:
消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。
柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。
韩国研究人员首次制造出了又多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏。
韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上,制造出了一块电视机大小的纯石墨烯。
他们表示,这是迄今为止"块头"最大的石墨烯块。
随后,他们用该石墨烯块制造出了一块柔性触摸屏。
研究人员表示,从理论上来讲,人们可以卷起智能手机,然后像铅笔一样将其别在耳后。
5.新能源电池:
新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。
美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。
另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。
这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。
6.海水淡化:
石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要使用的多。
水环境中的氧化石墨烯薄膜与水亲密接触后,可形成约0.9纳米宽的通道,小于这一尺寸的离子或分子可以快速通过。
通过机械手段进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸,控制孔径大小,能高效过滤海水中的盐分。
7.储氢材料:
石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点,使之成为储氢材料的最佳候选者。
8.航空航天:
由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。
2014年,美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。
而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。
9.感光元件:
以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件,可望透过特殊结构,让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍,而且损耗的能源也仅需原本10%。
可应用在监视器与卫星成像领域中,可以应用于照相机、智能手机等。
10.复合材料:
基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向,其在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出了优良性能,具有广阔的应用前景。
目前石墨烯复合材料的研究主要集中在石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料上,而随着对石墨烯研究的深入,石墨烯增强体在块体金属基复合材料中的应用也越来越受到人们的重视。
石墨烯制成的多功能聚合物复合材料、高强度多孔陶瓷材料,增强了复合材料的许多特殊性能。
11.生物:
石墨烯被用来加速人类骨髓间充质干细胞的成骨分化,同时也被用来制造碳化硅上外延石墨烯的生物传感器。
同时石墨烯可以作为一个神经接口电极,而不会改变或破坏性能,如信号强度或疤痕组织的形成。
由于具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性,石墨烯电极在体内比钨或硅电极稳定得多。
石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长十分有效,而且不会伤害到人体细胞。
五、石墨烯在锂电池中的应用
石墨烯电池,利用锂电池在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。
由于石墨烯电池在汽车和移动设备上的应用成功,电动汽车的环保无污染优点市场需求量大,电动汽车的发展前景乐观,另一个电子产品的巨大市场规模。
这两大块需求市场将带动石墨烯电池未来巨大的市场需求。
目前,需要解决的石墨烯电池的生产成本高,生产技术工艺改善以及推广等问题。
国内主要研究的是石墨烯运用到锂电池上,而非全新体系的石墨烯电池。
石墨烯是一种新型材料,是已知材料中最薄的一种。
由于它的电阻率低,电子迁移的速度极快,表面积大和电性能良好,被科学家认为是锂离子电池的理想电极材料。
公开资料显示,近年来石墨烯等新型负极材料的研发与应用,开始受到业内的关注。
研究证明,将石墨烯应用于锂离子电池负极材料中,可以大幅度提高负极材料的电容量和大倍率充放电性能。
石墨烯可阻止复合材料中纳米粒子的团聚,缓解充放电过程中的体积效应,延长材料的循环寿命。
粒子在石墨烯表面的附着,可减少材料形成SEI膜过程中与电解反应的能量损失。
特斯拉CEO马斯克近目在接受英国汽车杂志采访时表示,正在研究高性能电池,特斯拉电动车的续行里程很快将能达到800公里,比目前增长近70%。
其表示,特斯拉始终致力于打造纯电动汽车,将继续革新电池技术,不考虑造混合动力车。
特斯拉Model3电动汽车的续行里程有望达320公里,售价约为3.5万美元。
此外,石墨烯兼具高强度、高导电性、柔韧性等优点,应用于锂电池负极材料后,可大幅度提高其电容量和大倍率充放电性能,或成特斯拉电池的理想材料。
特斯拉研究高能电池石墨烯或为理想材料,这项新技术的核心在于,新型多孔石墨烯材料含有巨大的内部表面区域,因此能实现在极短时间内充电。
所充电能量与普通锂电池的电能量相当。
更重要的是,石墨烯电池电极在经过1万次充放电之后。
能量密度并未出现明显损失。
六、石墨烯产业的国际现状
各国纷纷布局石墨烯,抢占产业制高点。
目前,全球已有80多个国家投入石墨烯的研发、生产。
美国、欧盟、日本、韩国等相继发布或资助了一系列相关研究计划和项目。
特别是欧盟制定了石墨烯旗舰计划,计划投入10亿欧元。
全球石墨烯研发、生产综合实力最强的前三甲是美国、日本、中国。
不仅如此,IBM、英特尔、陶氏化学、三星等国际知名跨国企业纷纷将石墨烯及其应用技术作为长期战略发展方向,而且还涌现出了大批专门从事石墨烯研发、生产和应用的机构和企业。
目前正处于概念导入期、产业化突破前期。
实验室成果和专利产品要成为商品,一般需要经过5个阶段:
实验室研发——实验工厂(小试)——示范生产线(中试)——示范工厂——规模化生产,每个阶段都不可或缺,并且都潜在着风险,不可能一蹴而就,这个过程需要10年、20年、甚至更长时间。
比如,硅材料历经了20多年、碳纤维坚持了半个多世纪。
目前以石墨烯粉末(体)为原料的低端产品,如功能涂料、复合材料、电极材料和结构增强型材料等,虽然部分已初步产业化,但规模小、技术含量不高、附加值较低。
而以石墨烯薄膜为原料的高端产品,如微电子材料和显示屏薄膜材料等,或处于实验室阶段,或处于中试阶段,短时间内均难以实现产业化。
欧美等发达国家认为,目前石墨烯技术成熟度还在1-4级,尚不适宜大规模产业化。
七、我国石墨烯发展所存在的问题
我国石墨烯产业发展的现状存在很多问题,虽然我国现在为全球石墨烯研发和产业化最为活跃的国家之一。
我国高度重视石墨烯的研发与产业化发展。
上至国家领导人,下至地方政府、媒体、企业和普通老百姓都十分关注石墨烯及产业的发展进展。
国家自然基金委、科技部、国家发改委、工信部等相关部委都高度重视石墨烯的研发、生产与应用,不断加大投入和支持力度。
目前已经有几百家科研机构和公司从事石墨烯材料及其相关产品的研发。
我国石墨烯技术创新成果频出,产业化发展势头迅猛,走在世界前列。
据统计,截止2016年底,我国石墨烯专利申请量占全球68.2%,85%以上的理工科学校都有石墨烯相关的研究团队,有的高校甚至一个学校就多达10多个研究团队。
2017年,两项石墨烯研究成果获得国家科技进步奖。
不仅如此,我国从事石墨烯研发、生产的企业数也是全球最多。
截至2017年底,全国在工商登记注册的石墨烯企业4800家。
我国石墨烯应用产品上百种,但是得到市场认可的寥寥无几。
资本市场也纷纷拿石墨烯进行炒作,一些投资机构和上市企业纷纷进军石墨烯领域。
目前涉及石墨烯概念股将近40-50家。
各地政府纷纷通过制定产业规划、建立产业园区、设立重点科技专项和产业引导基金、建立产业联盟和技术创新联盟、组建研究院和出台扶持政策等措施,支持石墨烯产业的发展。
目前,石墨烯虽然已经走出了实验室,但是大规模商业化应用仍然面临着很多制约因素。
1.技术问题。
包括制备、分散、应用和环保等关键技术和装备都尚未突破。
虽然目前石墨烯制备技术已经有20多种,但规模化、低成本、高品质和大尺寸的宏量制备技术尚未取得实质性突破,难以满足工业化量产的需求。
材料的分散技术,以及与下游工艺、工程化应用相结合的技术等都还制约着产业化进程。
2.市场问题。
虽然目前各种应用产品层出不穷,百花齐放,但是缺乏真正的高品质、高附加值和体现石墨烯独特性能的杀手锏级产品,绝大多数只不过是对传统材料进行改性或者努力替代已经成熟的材料,经过改性后的材料性能提升并不明显,或者石墨烯并不是非添加不可,个别甚至在添加之后出现不良后果,难以得到市场认可。
一些研究机构或企业号称取得了突破进展,也只不过是做出了样品或实验室产品,根本没有形成商品。
目前大多数石墨烯生产企业还主要是给科研机构或下游应用企业提供石墨烯试用品。
如果下游应用市场没有激活,石墨烯就很难产业化。
3.成本问题。
目前大多数企业尚处于小批量生产的探索阶段,还不能形成稳定的规模化生产能力,没有资金的回笼;且企业前期的研发投入资金量大、周期长,应用市场没有打开,所以不论是材料本身,还是应用产品的成本都很高,这都阻碍了石墨烯进一步走向市场。
此外,石墨烯产业化之路还存在其他一些障碍。
比如,石墨烯在某些性能方面本身也存在竞争性材料,如碳纤维、碳纳米管、硅材料、石墨烯粉体等。
石墨烯制备还存在着环境风险。
氧化石墨烯制备过程中需要大量的酸、碱,材料本身具有较强的稳定性和极易扩散,对环境具有较大的风险。
石墨烯的标准缺乏,加之一些误导,使得人们对石墨烯还存在认知上的误区,如片面夸大石墨烯的微观性能、将“类石墨烯”石墨烯化(如将石墨烯、氧化石墨烯、石墨粉体等混为一谈)、石墨烯必须依托石墨资源等。
八、推进我国石墨烯产业健康发展的对策建议
国内外学者和产业界都认为石墨烯是一种新型的二维碳材料,看好其广阔的应用前景。
但是,在媒体、资本的热炒下,石墨烯也呈现出产业化虚假繁荣的泡沫和低端化趋势,市场化应用频频遇冷,遭到了人们的质疑。
如果人们被鼓噪起来的热情和厚望迟迟得不到兑现或者幻灭,最终将导致石墨烯产业陷入纳米、超导等材料的命运,狂热之后是彻底地逃离、失望和不信任,这对石墨烯的研发和产业化将是致命的打击。
那麽如何推进我国石墨烯产业的健康发展呢?
1.要重新审视和评估我国石墨烯发展方向和阶段。
在深入研究美国、欧盟、日本、韩国等国家的石墨烯发展策略、重点方向、研发布局等,把握国际研究的主流方向,对我国石墨烯的研发方向进行重新审视,避免方向的错误和偏差.
2.将石墨烯重点研究方向与制造业强国战略相统一.围绕新一代信息技术、航空航天装备、节能与新能源汽车、生物医药等重点领域发展需求,聚焦重点,从国家层面进行前沿性和战略性方向、专利和产品的布局,而对于那些技术含量不高的产品、技术交给市场。
3.遵循相应的科学规律和阶段性特征,加强顶层设计和政策指导。
制定相应的发展战略、规划和路线图,对各阶段的发展目标、产业布局、重点企业培育、关键技术突破、下游应用行业、政策等进行统一部署,合理规划产能和发展路径,推进石墨烯差异化、特色化、集群化发展,避免低端同质化重复建设。
4.加强专利的前瞻布局和质量提升。
加强石墨烯专利申请前的评估、细化专利鼓励政策、建立完善公众专利审查制度、加强专利授权事后审查等,提升专利质量和水平;引导实力较强的研究院所联合企业加强专利的前瞻性、系统性布局,尤其在半导体器件、医疗健康、环境领域(如海水淡化、污水处理等)、基因测序等高技术含量领域进行专利布局。
5.尽快研究制定石墨烯技术成熟度路线图.对技术进行成熟度评价和重点企业技术成熟度、经营状况、产品销售等进行评估,科学评判其产业化阶段性和发展前景,避免盲目乐观,过度炒作。
坚决制止一蹴而就、急功近利和投机心理,树立严谨务实、坚持不懈的工匠精神,引导媒体正确地宣传。
6.推动制约产业发展的关键技术的突破。
整合各类创新资源,建立国家级石墨烯创新中心,制定技术创新目录和技术突破路线图,对材料制备技术、清洁生产技术、下游高端应用等关键技术加强攻关。
设立石墨烯产业基金,采用政策性财政支出和社会资本共同参与的模式,加快关键技术成果的转化,寻找杀手锏级的高端应用领域、方向和产品。
调研材料
国内主要的研发机构有:
中国科学院金属研究所、宁波材料所、浙江大学、东南大学、清华大学、上海交通大学、天津大学、南京大学、西安电子科技大学、北京大学、中国科学技术大学等。
我国也在进行石墨烯专利的申请,根据新世界专利搜索(SOOPAT)专利检索引擎,截至2013年6月,目前国内机构共申请3000余件石墨烯相关的发明专利,其中456件已经获得中国知识产权局的专利授权,主要集中在石墨烯的制备和石墨烯应用领域。
另外还有2000余件尚在审查中,也从侧面反映出国内近几年在这一领域的活跃状态。
表1给出了国内单位在石墨烯专利申请数和授权数量的排名情况。
由表1可以看出,国内目前在石墨烯方向专利主要还是集中在各大院校以及研究机构当中,如浙江大学、北京大学、清华大学、天津大学、上海交通大学等院校以及中国科学院下属的各个院所等科研机构等。
相对于高校和研究院涉及还有待进一步加强。
表1全球石墨烯申请专利排名
序号
机构名称
国别
专利数量
占比%
1
三星电子
韩国
210
7.3
2
成均馆大学
韩国
90
3.1
3
浙江大学
中国
69
2.4
4
IBM
美国
64
2.2
5
清华大学
中国
63
2.1
6
韩国科学技术研究所
韩国
52
1.8
7
上海交通大学
中国
48
1.7
8
韩国高等技术研究所
韩国
46
1.6
9
海洋王照明科技股份有限公司
中国
45
1.6
10
McAlisterTcchnoiogies
美国
43
1.5
11
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