一、啥是石墨烯?
石墨烯(Graphene)又稱單層墨，是一種新式的二維納米資料，是當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的硬度最高、耐性最強的納米資料。因其特別納米構(gòu)造和優(yōu)良的物理化學(xué)功能，石墨烯在電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、儲能和傳感器等范疇運用遠(yuǎn)景寬廣，被公認(rèn)為21世紀(jì)的"將來資料"和"革命性資料"。石墨烯相關(guān)專利開端呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(2010 年353 件，2012年達(dá)1829 件)。整體看來，石墨烯技能開端進(jìn)入疾速成長期，并迅速向技能成熟期跨越。全球石墨烯技能研制規(guī)劃競爭日趨激烈，各國的技能優(yōu)勢正在逐步構(gòu)成。
石墨烯呈現(xiàn)在實驗室中是在2004年，其時，英國曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家安德烈˙杰姆和克斯特亞˙諾沃消洛夫發(fā)現(xiàn)他們能用一種十分簡略的方法得到越來越薄的石墨薄片。他們從石墨中剝離出石墨片，然后將薄片的雙面粘在一種特別的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作，于是薄片越來越薄，最終，他們得到了僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片，這即是石墨烯。這今后，制備石墨烯的新方法層出不窮，通過5年的展開，大家發(fā)現(xiàn)，將石墨烯帶入工業(yè)化出產(chǎn)的范疇已為時不遠(yuǎn)了。因而，兩人在2010年取得諾貝爾物理學(xué)獎。
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二、石墨烯運用范疇?
中科院近期發(fā)布的一份陳述指出，石墨烯的研討和產(chǎn)業(yè)化展開繼續(xù)升溫，從石墨烯專利范疇散布來看，其運用技能研討規(guī)劃熱門包括：石墨烯用作鋰離子電池電極資料、太陽能電池電極資料、薄膜晶體管制備、傳感器、半導(dǎo)體器材、復(fù)合資料制備、通明顯現(xiàn)觸摸屏、通明電極等。首要會集在如下四個范疇：
(一)傳感器范疇。石墨烯因其共同的二維構(gòu)造在傳感器中有廣泛的運用，具有體積小、表面積大、靈敏度高、呼應(yīng)時刻快、電子傳遞快、易于固定蛋白質(zhì)并保持其活性等特色，能進(jìn)步傳感器的各項功能。首要用于氣體、生物小分子、酶和DNA 電化學(xué)傳感器的制作。新加坡南洋理工大學(xué)開宣布了敏感度是一般傳感器1000 倍的石墨烯光傳感器;美國倫斯勒理工學(xué)院研制出功能遠(yuǎn)超現(xiàn)有商用氣體傳感器的賤賣石墨烯海綿傳感器。
(二)儲能和新式顯現(xiàn)范疇。石墨烯具有極好的電導(dǎo)性和透光性，作為通明導(dǎo)電電極資料，在觸摸屏、液晶顯現(xiàn)、儲能電池等方面有很好的運用。石墨烯被認(rèn)為是觸摸屏制作中最有潛力代替氧化銦錫的資料，三星、索尼、輝銳、3M、東麗、東芝等龍頭企業(yè)均在此范疇作了要點研制規(guī)劃。美國德州大學(xué)奧斯汀分校研討人員運用KOH對石墨烯進(jìn)行化學(xué)修飾重構(gòu)構(gòu)成多孔構(gòu)造，得到的超級電容的儲能密度挨近鉛酸電池。密歇根理工大學(xué)科學(xué)家研制出一種共同蜂巢狀構(gòu)造的三維石墨烯電極，光電變換功率達(dá)到7.8%，且價格低廉，有望代替鉑在太陽能電池中的運用。東芝公司研制出石墨烯與銀納米線復(fù)合通明電極，并完成了大面積化。
(三)半導(dǎo)體資料范疇。石墨烯被認(rèn)為是代替硅的抱負(fù)資料，很多有實力的企業(yè)均展開了石墨烯半導(dǎo)體器材的研制。韓國成均館大學(xué)開宣布了高安穩(wěn)性n型石墨烯半導(dǎo)體，可以長時刻暴露在空氣中運用。美國哥倫比亞大學(xué)研制出石墨烯-硅光電混合芯片，在光互連和低功率光子集成電路范疇具有廣泛的運用遠(yuǎn)景。IBM 的研討人員開宣布了石墨烯場效應(yīng)晶體管，其截止頻率可達(dá)100GHz，頻率功能遠(yuǎn)超相同柵極長度的最先進(jìn)硅晶體管的截止頻率(40GHz)。
(四)生物醫(yī)學(xué)范疇。石墨烯及其衍生物在納米藥物運輸系統(tǒng)、生物檢查、生物成像、腫瘤治療等方面的運用寬廣。以石墨烯為底層的生物設(shè)備或生物傳感器可以用于細(xì)菌分析、DNA 和蛋白質(zhì)檢查。如美國賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)的石墨烯納米孔設(shè)備可以疾速完成DNA 測序。石墨烯量子點運用于生物成像中，與熒光體比較具有熒光更安穩(wěn)、不會呈現(xiàn)光漂白和不易光衰等特色。石墨烯在生物醫(yī)學(xué)范疇的運用研討雖處于起步期間，但卻是產(chǎn)業(yè)化遠(yuǎn)景最為寬廣的運用范疇之一。
三、各國石墨烯戰(zhàn)略?
各國政府紛紛亮出"商業(yè)化時刻表"。縱觀各國石墨烯技能研制規(guī)劃，均以產(chǎn)業(yè)化為導(dǎo)向，很多研制項目都擬定了嚴(yán)厲的"商業(yè)化時刻表"，充分考慮商業(yè)化遠(yuǎn)景，合理安排商業(yè)化運用時刻進(jìn)展。2013 年1 月，石墨烯當(dāng)選歐盟兩項"將來和新式技能旗艦項目"之一(另一項為"人類大腦工程")，歐盟委員管帳劃在將來十年投入10 億歐元展開石墨烯運用技能研制與產(chǎn)業(yè)化。國際首要國家展開石墨烯相關(guān)的研制項目與資助狀況如下表所示。
中超電纜(002471)取得由國家知識產(chǎn)權(quán)局頒布的《實用新式專利證書》，專利稱號分別為“石墨烯復(fù)合高半導(dǎo)電聚乙烯屏蔽電力電纜”和“帶石墨烯涂層的架空導(dǎo)線”。
其間，專利一供給的石墨烯復(fù)合高半導(dǎo)電聚乙烯屏蔽電力電纜可以下降電纜半導(dǎo)電屏蔽體積電阻率，進(jìn)步均化電場并完成導(dǎo)體屏蔽與絕緣及絕緣與絕緣屏蔽層的光滑無空隙觸摸的效果，從而大大進(jìn)步電纜的運轉(zhuǎn)安全。專利二供給的帶石墨烯的防腐涂層的架空導(dǎo)線防腐功能優(yōu)良、運用壽命長。
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