全球石墨烯技術(shù)前沿發(fā)展態(tài)勢分析

石墨烯是一種碳原子緊密堆積構(gòu)成的二維晶體，是人類已知強度最高、韌性最好、質(zhì)量最輕、透光率最高、導(dǎo)電性最佳的材料。2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功從石墨中分離出石墨烯，證實它可以單獨存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎，石墨烯可以廣泛地應(yīng)用于新能源，大健康，電子信息，生物醫(yī)藥，航空航天等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，是推動高技術(shù)發(fā)展的重要材料之一。

從全球石墨烯創(chuàng)新成果上來看，從2010年起全球石墨烯發(fā)表論文及申請專利數(shù)量呈增長趨勢，說明自因石墨烯獲得諾貝爾獎以來，石墨烯在研發(fā)層面熱度不減。而中國無論是在發(fā)表論文和申請專利數(shù)量上都是遙遙領(lǐng)先。圖1為全球石墨烯創(chuàng)新成果年度分布圖。

圖1 全球石墨烯創(chuàng)新成果年度分布圖（左：論文分布；右：專利分布）數(shù)據(jù)來源：Web of science， CGIA Research 整理

在石墨烯材料制備方面的突破主要為石墨烯大規(guī)模批量化生產(chǎn)技術(shù)及高品質(zhì)石墨烯材料制備方法；在應(yīng)用技術(shù)研發(fā)方面主要涉及到石墨烯在新能源、電子信息、海水淡化等方面的突破；產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面，石墨烯環(huán)保涂料，散熱大功率LED燈，RFID（電子標(biāo)簽），鉛酸電池及智能穿戴等產(chǎn)品已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突破。

圖2 米級單晶石墨烯薄膜（Science Bulletin 62， 2017， 1074）

CGIA Research預(yù)測，未來石墨烯技術(shù)發(fā)展的重點方向為石墨烯低成本、綠色、規(guī)?；苽洌哔|(zhì)量精細(xì)結(jié)構(gòu)調(diào)控，多級次多功能組裝集成，以及石墨烯在新能源、生物醫(yī)藥、電子信息、節(jié)能環(huán)保等下游領(lǐng)域的不斷拓展。

石墨烯技術(shù)的研發(fā)呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，但仍需在制備方法和工藝以及下游應(yīng)用中進(jìn)行新的突破，以實現(xiàn)石墨烯應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化，引領(lǐng)多領(lǐng)域新材料新時代的變革。