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“奇迹材料”石墨烯能否改变21世纪

2016-02-24 09:38
小鱼时代
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  于2004年被制造出来的石墨烯材料,是世界上最硬的,也是柔韧性最强的材料,被称为“奇迹材料”。石墨烯材料能广泛应用于各种电子产品,可以作为原料制造电池;此外,石墨烯最大的优势是价格便宜,电子行业的许多产品都能利用石墨烯材料,未来石墨烯材料能否带来新的发展?

  中国石墨烯的发展概况

  我国的石墨烯行业发展起步较晚,2012年至2013年,石墨烯技术的商业市场产业化缓慢,几乎为零,鲜有代表产品出现。但在2013年以来,石墨烯市场迎来了快速发展期,具有独特的发展潜力;2015年5月18日,国家金融信息中心指数研究院在江苏省常州市发布了全球首个石墨烯指数,指数评价结果显示,全球石墨烯产业综合发展实力排名前三位的国家分别是美国、日本和中国。

  前瞻产业研究院提供的《2016-2021年中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》预测,2016年或将成为石墨烯产业化应用的关键年,前期石墨烯市场将突破50亿根据我们对导电添加剂(8亿)、超级电容器(2亿)、电子设备散热材料(36亿)、透明导电膜以及军工材料(1亿)市场的估算,石墨烯前期市场空间在50亿以上,未来导电添加剂市场将突破50亿元,透明导电膜和军工材料市场空间均在百亿以上。

  中国石墨烯产业专利与知识产权情况

  全球关于石墨烯的相关研究已有较长时间,但2004年前科学界普遍认为石墨烯只是假设性的结构,无法单独稳定存在,因此相关的研究局限于理论层面。2004年英国科学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫成功地应用机械剥离法分离出石墨烯并获得2010年诺贝尔物理学奖,之后全球关于石墨烯的研究进入高速增长期。

  图表:1994-2015年全球石墨烯专利数量变化情况(单位:件)

  注:2015年数据截至2015年4月18日。

  资料来源:2015石墨烯专利技术分析报告 前瞻产业研究院整理

  图表:全球石墨烯技术专利受理国家/地区分布(单位:%)

  资料来源:2015石墨烯专利技术分析报告 前瞻产业研究院整理

  石墨烯行业发展趋势与前景预测

  1、石墨烯技术突破趋势

  随着石墨烯制备水平的发展和石墨烯应用技术水平的发展,石墨烯材料能够应用在更多的下游产品和领域中。到2024年前后,石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体(CMOS)器件,在纳米电子器件,光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。石墨烯制备水平和应用技术水平的发展是相辅相成的,以目前的发展水平看,电子元件领域的应用对石墨烯的质量和技术要求最高,也最难以实现,我们预计其应用在10年左右;石墨烯在消费电子类的应用主要需克服制备技术的难关,这也是目前石墨烯研究中最热点的方向,我们预计制备技术在未来1-2年内会有所突破。石墨烯复合材料和石墨烯能源类产品对石墨烯质量和应用技术均有一定要求,我们预计其在3-5年内会有所突破。

  2、石墨烯应用领域趋势最新石墨烯下游产品,包括石墨烯理疗保暖产品,石墨烯内暖纤维制成的服装,第二代石墨烯手机,石墨烯防弹衣、石墨烯防静电轮胎、石墨烯动力电池等等,显示出我国在石墨烯应用领域取得了很好的成绩。石墨烯的研究和产业化发展持续升温,从石墨烯专利领域分布来看,其应用技术研究布局热点包括:石墨烯用作锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极等。

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