中国科学家在《自然•纳米技术》杂志上发表论文称,他们在单晶石墨烯制备上取得了一项突破。通过对化学气相沉积法(CVD)的调整和改进,他们将石墨烯薄膜生产的速度提高了150倍。
石墨烯是公认的“新材料之王”,其应用几乎无所不及,如储能、储氢材料及领域,锂电池领域,生物医药领域,物理分离领域,军事用途领域等。
但遗憾的是,虽然石墨烯需求巨大,但其制备速度缓慢,利用率一直徘徊在25%左右,成为制约其进入实际应用的瓶颈之一。如通过CVD技术生产单晶石墨烯薄膜仍然需要耗费很长的时间,制备一块厘米见方的单晶石墨烯薄膜至少需要一天的时间,十分缓慢。
对于上述技术突破,研究人员称,对石墨烯产业而言,该研究意义重大。通过该技术石墨烯的生产将能采用效率更高的卷对卷制程。而产量的增加和成本的下降,会进一步扩大石墨烯的使用范围,刺激其需求量的增长。
具有广阔的应用空间和巨大的经济效益
中国科学院预计,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。
以替代半导体晶硅为例,目前全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2500吨半导体晶硅,纯石墨烯的市场价格约为人民币1000元/克,其若能替代晶硅市场份额的10%,就可以获得5000亿元以上的经济利益;而若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%,以目前全球每年对负极材料2.5万吨以上的需求量,同时保持20%以上的增速来看,可以获得2500吨的市场规模。
可见,石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。
发展石墨烯产业化大幕已经拉开
多家权威机构预计,中国石墨烯产业联盟将于2016年9月正式成立。此外,上海正加速布局石墨烯产业,石墨烯防腐涂料、石墨烯导电剂和石墨烯导热硅脂三个项目已与上海超碳石墨烯产业技术有限公司签约,乐观预计2016年年底三个项目将实现产业化。
经过近几年的发展石墨烯产业化大幕已经拉开,以石墨烯新材料应用创新推动传统行业升级将是未来几年内的主旋律。从行业基本面来看,石墨烯已经突破了制备的瓶颈,粉体和薄膜材料两大细分领域已经涌现出了一批优秀的龙头企业。