石墨烯是未來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)

石墨烯是未來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)

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石墨烯是未來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)_第1頁
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1、石墨烯是未來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)作者:管理員??發(fā)布于:2014-03-0611:41:03??文字:【大】【中】【小】中國儲能網(wǎng)訊:在當(dāng)今的中國與世界,關(guān)于石墨烯可能引發(fā)的材料革命乃至新技術(shù)革命討論非常熱烈。最近,我到北京、上海、廣州、深圳、江蘇、浙江、黑龍江、山東、陜西和中科院、清華大學(xué)等地方和研究機(jī)構(gòu)對石墨烯進(jìn)行了調(diào)研。石墨烯具有非常大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景,我們必須統(tǒng)籌規(guī)劃,精心布局,緊緊抓住石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化所帶來的重大發(fā)展機(jī)遇,努力掌握未來科技競爭的制高點(diǎn)。正在興起的石墨烯材料新時代石墨烯的發(fā)現(xiàn)雖然僅10年左右,卻引發(fā)了席卷全球的一波又

2、一波的研究開發(fā)浪潮。石墨烯是一種由碳原子緊密堆積而成的二維晶體,具有神奇的電子傳輸、導(dǎo)電、導(dǎo)熱和機(jī)械等特征。2004年英國曼徹斯特大學(xué)的物理學(xué)家安德烈海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,在實(shí)驗室成功地從石墨中剝離出了石墨烯,證明了石墨烯可以單獨(dú)存在,因此榮獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎,從而掀起了石墨烯制備、改性和應(yīng)用的全球研究熱潮。將石墨烯用于超級電容器、透明電極、鋰離子電池、傳感器、功能涂料和聚合物納米復(fù)合材料等方面的應(yīng)用前景,開辟了石墨烯材料的新時代。正如有學(xué)者所言,19世紀(jì)是鐵器的時代,20世紀(jì)是硅的時代,21世紀(jì)是碳的時代。碳是自然界分布最普遍的元素之一

3、,是構(gòu)成地球上一切生命體最重要的元素。碳材料的特性幾乎涵蓋地球上所有物質(zhì)的性質(zhì)。先進(jìn)碳材料具有新型結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性能,是對未來發(fā)展具有重大和決定意義的新材料。新材料產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)之一,也是未來高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導(dǎo),是我國成為世界制造業(yè)強(qiáng)國的重要基礎(chǔ)。石墨烯作為先進(jìn)碳材料,它是當(dāng)今發(fā)現(xiàn)的世界上最優(yōu)質(zhì)的材料。它有以下特點(diǎn):最薄,0.35nm,被稱為現(xiàn)今世界最薄的材料;比表面積最大,2620m2/g;最硬,剛度優(yōu)于金剛石,是人類已知強(qiáng)度最高的物質(zhì),比鋼鐵硬100倍;最抗拉,可彈性拉伸20%;熱導(dǎo)率最高,5300W/m.k;最高遷移

4、率200,000cm2/v.s@300k;高透光性,透光率為97.7%/單層;高載流能力:電流密度比銅高6個數(shù)量級;最奇特的是,石墨烯是二維量子材料,線性能帶色散關(guān)系,載流子有效質(zhì)量為零,能在溫室下觀察到量子霍爾效應(yīng);還具有室溫彈道輸運(yùn)特性。石墨烯具有超薄、超輕、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性、優(yōu)異的室溫導(dǎo)熱和透光性,幾乎完全透明,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,應(yīng)用非常廣泛,發(fā)展前景巨大,是推動戰(zhàn)略高技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵材料。石墨烯具有無限廣闊的應(yīng)用前景,雖然現(xiàn)在還是潛在階段,普遍應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化還沒有打開局面,但是從科學(xué)預(yù)測的角度來看,已經(jīng)成為不可忽視的重點(diǎn)領(lǐng)域。比如,它可替代和解決傳統(tǒng)鋰

5、電池充電速度慢、蓄電能力差、壽命短、污染等弊端,可解決電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵難題,使新能源電動汽車蓬勃發(fā)展。再比如可以替代硅,制造未來新一代超級計算機(jī);替代ITO透明導(dǎo)電薄膜,應(yīng)用于觸摸屏、柔性顯示、太陽能電池等電子工業(yè)領(lǐng)域;還可應(yīng)用于海水淡化、可降解塑料、散熱膜、防腐涂層、生物材料、復(fù)合材料、平板電腦、手表日歷、移動電話、光電探測器、石墨烯紙、石墨烯布以及航天軍工、超輕防彈衣、超薄超輕飛機(jī)、超薄折疊手機(jī)、甚至有想象力的天空電梯等。石墨烯創(chuàng)造的需求,極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。從全球發(fā)展趨勢來看,誰都不愿意喪失石墨烯發(fā)展帶來的重大機(jī)遇

6、。石墨烯是未來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)近年來,特別是2007年后,無論是石墨烯研究、論文發(fā)表以及研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,在中國和世界都進(jìn)入了快速增長期。論文和專利年增幅都超過70%,特別是2009年—2012年,國際專利申請量增幅100%以上,迄今為止全球發(fā)表論文已超過3.4萬篇,僅2013年就超過1萬篇。全球?qū)@暾埑^4000件。值得一提的是,近幾年我國在石墨烯領(lǐng)域發(fā)表的論文和專利申請,都居世界第一。截止到2012年底,我國共發(fā)表國際論文6308篇,美國排第二位,發(fā)表5709篇。我國論文引頻次數(shù)共90403次,而美國論文被引頻次數(shù)達(dá)132991次。我國申請

7、專利1471件,美國申請專利1130件。說明我國在石墨烯領(lǐng)域的科技基礎(chǔ)積累、研發(fā)以及高技術(shù)發(fā)展方面已具有一定的實(shí)力。石墨烯是世界高技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn),引起世界各國的高度關(guān)注,尤其是在研發(fā)方面競爭激烈。2008年—2010年,歐盟發(fā)布了石墨烯基納米電子器件項目,并于2013年宣布將石墨烯列入“未來新興旗艦技術(shù)項目”,將在今后10年研發(fā)資助10億歐元,將石墨烯發(fā)展提升至戰(zhàn)略高度。英國政府也重視石墨烯研究,在曼徹斯特大學(xué)建立國家石墨烯研究所,推進(jìn)石墨烯材料的商業(yè)化進(jìn)程。2011年,英國政府在《促進(jìn)增長的創(chuàng)新與發(fā)展戰(zhàn)略》中把石墨烯作為國家今后四個重點(diǎn)發(fā)展方向

8、之一。投入5000萬英鎊支持石墨烯研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用研究。同年,英國自然科學(xué)研究院委員會、英國技

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