石墨烯研發(fā)及應(yīng)用是我國(guó)少數(shù)位于世界前列的科技領(lǐng)域之一。在石墨烯巨大的產(chǎn)業(yè)前景以及其廣闊應(yīng)用市場(chǎng)背景下,湖南應(yīng)積極搶占科技制高點(diǎn)、大力推進(jìn)石墨烯商業(yè)化發(fā)展,讓其成為推動(dòng)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)催化劑。
一方面,石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠有效促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。利用石墨烯的導(dǎo)電性能適合研發(fā)高頻電路,可開(kāi)發(fā)生產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī);利用石墨烯的光學(xué)性能制作的光子傳感器,可用于檢測(cè)光纖中攜帶的信息;利用石墨烯的透明特性,制造的電板具有更優(yōu)良的透光性,可用于開(kāi)發(fā)制造太陽(yáng)能電池盒液晶顯示屏;利用石墨烯的輕薄特性,可用于制造出超薄超輕型飛機(jī)材料、超堅(jiān)韌的防彈衣;利用石墨烯的光電化學(xué)特性,可以取代基于金屬的有機(jī)發(fā)光二極管和傳統(tǒng)金屬石墨電極。
另一方面,石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠引領(lǐng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速崛起。石墨烯的優(yōu)異性能有望在現(xiàn)代電子信息科技領(lǐng)域引發(fā)一輪革命,具備顛覆當(dāng)前所有電子設(shè)備的潛質(zhì),是新一代電子行業(yè)的“救命稻草”。同時(shí),石墨烯的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用,正在催生生物醫(yī)藥、新材料和新能源等領(lǐng)域革命性的技術(shù)進(jìn)步,這些領(lǐng)域的新發(fā)明、新成果如雨后春筍,如在鋰離子電池電極材料、太陽(yáng)能電池電極材料、傳感器、半導(dǎo)體器件、復(fù)合材料制備、透明顯示觸摸屏、透明電極等方面開(kāi)始廣泛應(yīng)用石墨烯。
自石墨烯問(wèn)世以來(lái),國(guó)際上各類(lèi)研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展持續(xù)升溫,美國(guó)、歐盟、日本、韓國(guó)等國(guó)家都發(fā)布或資助了一系列相關(guān)研究計(jì)劃和項(xiàng)目,大力促進(jìn)本國(guó)石墨烯技術(shù)及其應(yīng)用。
美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)(NSF)和美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署開(kāi)展了多項(xiàng)石墨烯研究項(xiàng)目,重點(diǎn)布局石墨烯在超級(jí)電容器和下一代更小、更快的電子器件等前沿方向的應(yīng)用;歐洲作為石墨烯的誕生地,先后開(kāi)展了歐盟FP7、歐洲研究理事會(huì)、歐洲科學(xué)基金會(huì)的多項(xiàng)研究項(xiàng)目。早在2013年初,歐盟委員會(huì)將石墨烯列為“未來(lái)新興技術(shù)旗艦項(xiàng)目”之一,提供資助用于石墨烯材料研究;日本政府自2007年就開(kāi)始對(duì)石墨烯技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的資助,富士通公司重點(diǎn)研發(fā)石墨烯晶體管領(lǐng)域;韓國(guó)政府積極支持本國(guó)科研機(jī)構(gòu)和公司開(kāi)展石墨烯技術(shù)研發(fā)及商業(yè)化應(yīng)用研究,目前韓國(guó)三星的石墨烯專(zhuān)利數(shù)量領(lǐng)先于世界。
2013年底,寧波墨西科技有限公司和重慶墨希科技有限公司先后建成年產(chǎn)300噸石墨烯生產(chǎn)線和年產(chǎn)100萬(wàn)平米的生產(chǎn)能力的石墨烯薄膜生產(chǎn)線,將石墨烯的制造成本從每克5000元降至每克3元。這標(biāo)志著全球第一條和第二條真正實(shí)現(xiàn)規(guī)?;⒌统杀?、高品質(zhì)的石墨烯生產(chǎn)線在中國(guó)誕生。
我國(guó)石墨烯研發(fā)和應(yīng)用的新成果層出不窮。2015年初,浙大成功研發(fā)了一種新型、廉價(jià)、無(wú)毒的鐵系氧化劑,實(shí)現(xiàn)了石墨烯制備過(guò)程快、成本低、無(wú)污染,適用于工業(yè)化大規(guī)模制備,對(duì)拓寬石墨烯應(yīng)用具有重要意義。中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院成功制備出國(guó)內(nèi)首片15英寸的單層石墨烯顯示屏,被應(yīng)用于今年上市的一款名為“開(kāi)拓者α”的手機(jī),石墨烯觸摸屏、電池和導(dǎo)熱膜等新材料的應(yīng)用,能夠讓手機(jī)充電速率提高40%,電池壽命延長(zhǎng)50%,電池的能量密度增加10%。
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