能隨意彎折的手機(jī)常常出現(xiàn)在很多科幻電影中,然而這一場景有望很快成為現(xiàn)實。
日前,在合肥微晶材料科技有限公司的實驗室,記者看到一種神奇的石墨烯導(dǎo)電膜,如同卷紙一樣一卷一卷生產(chǎn),看上去與普通塑料紙無異,可以隨意彎折。這是該公司采用最新納米材料制造技術(shù)與工藝,成功推出的新一代石墨烯納米銀線復(fù)合柔性透明導(dǎo)電膜,這種導(dǎo)電膜的研發(fā)及量產(chǎn),未來有望應(yīng)用于柔性顯示屏。
“石墨烯納米銀線復(fù)合產(chǎn)品具有較小的彎曲半徑,且在彎曲時電阻變化率較小,可以更好地延伸,同時具備更高的透光率。應(yīng)用在曲面顯示設(shè)備,例如智能手表、手環(huán)等產(chǎn)品時,具有明顯優(yōu)勢,未來有望替代ITO(氧化銦錫材料),成為重要的新型顯示器材料。 ”微晶公司總經(jīng)理張梓涵介紹,目前常見的生產(chǎn)方法,是在金屬基底上催化生長,缺點是不僅工藝復(fù)雜、成品率難以保障,而且生產(chǎn)時間長、生產(chǎn)成本居高不下。而微晶公司科研人員從石墨烯粉末中提取有用物質(zhì),配制出溶液直接涂布在介質(zhì)上,大大降低了生產(chǎn)成本,提高了生產(chǎn)效率。
作為一種新型材料,石墨烯具有良好的柔性、出色的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性、優(yōu)異的物理與化學(xué)穩(wěn)定性,以及具有結(jié)構(gòu)和性能易于調(diào)控等優(yōu)良特性,被稱為 “新材料之王”,可廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、新能源、柔性電子傳感器、復(fù)合材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。 “厚度僅為頭發(fā)絲的20萬分之一,強(qiáng)度是鋼的200倍,即便大角度彎曲也不會斷裂,石墨烯具有很多獨特的優(yōu)良性能,這些獨特性能一旦實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,將對多個領(lǐng)域帶來革命性的變革。”中科大物理學(xué)院副院長王冠中介紹。
隨著技術(shù)的突破、價格的下滑,石墨烯將得到更廣泛的應(yīng)用,市場規(guī)模將呈高速發(fā)展態(tài)勢,預(yù)計到2020年石墨烯將形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,全球石墨烯市場規(guī)模將突破1000億元。
一個產(chǎn)業(yè)的興起往往要經(jīng)歷6個階段:技術(shù)概念期、產(chǎn)品導(dǎo)入期、市場擴(kuò)張期、并購競爭期、成熟調(diào)整期、產(chǎn)業(yè)衰退期。目前石墨烯產(chǎn)業(yè)正在從技術(shù)概念期向產(chǎn)品導(dǎo)入期過渡,尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。“現(xiàn)在石墨烯產(chǎn)業(yè)上中游發(fā)展火熱,下游應(yīng)用一直是短板,缺乏大規(guī)模應(yīng)用是制約行業(yè)發(fā)展的主要瓶頸,關(guān)鍵在于如何將實驗室的技術(shù)導(dǎo)入到下游的應(yīng)用中。 ”張梓涵說。
省經(jīng)信委原材料工業(yè)處處長陳保章認(rèn)為,目前我省石墨烯產(chǎn)業(yè)還處于起步階段,從事與石墨烯產(chǎn)品制備相關(guān)行業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)并不多,主要集中在合肥、馬鞍山兩地,主要涉及石墨烯設(shè)備及產(chǎn)品,其中設(shè)備生產(chǎn)已經(jīng)比較成熟。
“關(guān)鍵技術(shù)還有待突破,產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還需時日。 ”張梓涵介紹,目前國內(nèi)涉及石墨烯概念的企業(yè)多達(dá)上百家,但真正從事研發(fā)的企業(yè)不過20家左右。石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品低端化、同質(zhì)化,市場魚龍混雜,產(chǎn)品品質(zhì)參差不齊,很多都是在炒概念,行業(yè)規(guī)范有待完善。
張梓涵認(rèn)為,目前行業(yè)還沒有形成盈利模式,市場尚處于培育階段。在研發(fā)方面需要投入大量資金,而下游應(yīng)用市場尚未打開,產(chǎn)品銷售額低。 “目前國內(nèi)生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā)石墨烯產(chǎn)品的企業(yè)多為中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè),資金、人員和研發(fā)實力都相對較弱。因此,高技術(shù)水平、低成本制備技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開發(fā),還未取得實質(zhì)性突破,這也成為制約我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。 ”
石墨烯如何走出實驗室?
根據(jù)工信部、發(fā)改委、科技部印發(fā)的《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》,到2020年,我國將形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系,實現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化和低成本化,形成若干具有核心競爭力的石墨烯企業(yè),在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用。
當(dāng)前,我國石墨烯材料正處于從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時期。王冠中認(rèn)為,將石墨烯從概念化轉(zhuǎn)為產(chǎn)業(yè)化,還需逐步加強(qiáng)政策支持。推動一批產(chǎn)業(yè)示范項目,實現(xiàn)石墨烯材料穩(wěn)定生產(chǎn),在部分工業(yè)產(chǎn)品和民生消費品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。隨著產(chǎn)量的提升以及整個行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn),石墨烯的成本端正快速下降,石墨烯薄膜的價格也有望隨之降低,成本劣勢會不斷縮減。
張梓涵認(rèn)為,推動石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,還需加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合??v觀歐美日韓等國,均有著完善的產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制,石墨烯產(chǎn)品的研發(fā)主體都是企業(yè),高校及科研院所負(fù)責(zé)基礎(chǔ)開發(fā),產(chǎn)品導(dǎo)入階段由企業(yè)負(fù)責(zé),以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用指導(dǎo)研發(fā),促進(jìn)科研成果有效轉(zhuǎn)化。“當(dāng)前石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展,重點在下游應(yīng)用上發(fā)力。一方面要不斷加大研發(fā)投入,提高研發(fā)速度和研發(fā)深度,集中優(yōu)勢資源進(jìn)行技術(shù)突破;另一方面還需加強(qiáng)與高校合作,加速應(yīng)用產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化,并不斷開拓應(yīng)用市場,早日將實驗成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。 ”
“當(dāng)前石墨烯市場亟待規(guī)范,很多企業(yè)只是在炒概念,如行業(yè)無序發(fā)展將會導(dǎo)致惡性競爭,對整個行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生致命危害。必須建立健全行業(yè)規(guī)范,避免惡性競爭。 ”張梓涵認(rèn)為,目前石墨烯應(yīng)用技術(shù)多處于中試階段,市場不確定性較大。投資者應(yīng)理性投資,理性判斷行業(yè)發(fā)展趨勢,避免跟風(fēng)炒作。同時應(yīng)發(fā)揮政府資金的引導(dǎo)作用,以市場應(yīng)用為導(dǎo)向,推動產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。
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