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2017年石墨烯产业的“三大”关注点

2017-07-10 /  行业动态

中国粉体网讯

  随着三部委《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》持续推进、《战略性新兴产业十三五发展规划》的出台和石墨烯产业化进程的不断推进,预计2017年我国石墨烯产业发展的热度仍将不减。本文就现阶段石墨烯发展的三大难题及发展趋势做了简要分析。

  石墨烯最早由英国曼彻斯特大学科学家于2004年成功制备,鉴于石墨烯极好的结晶性以及非凡的电、热、力和磁性,迅速成为近年来材料科学和凝聚态物理领域的研究热点之一。

石墨烯产业的“三大”难题

  要做出石墨烯“爆款”产品需解决三大关键技术难点:石墨烯宏量可控制备技术,即规模化制备石墨烯时确保品质稳定可控;石墨烯分散技术,即如何保持石墨烯稳定均匀分散状态;石墨烯功能化技术,即针对不同应用领域,改变石墨烯结构性质,实现石墨烯材料导电性等特性参数可控。

 

 

石墨烯产业化的“三大”阶段

  

 

石墨烯产业发展的“三大”趋势

石墨烯价格将持续回落

  目前,石墨烯的合成方法主要有四种:微机械剥离法、化学气相沉积法、外延生长法、化学还原法。鉴于石墨烯极好的结晶性以及非凡的电、热、力和磁性,近年来已有越来越多的研究人员参与到石墨烯的制备与合成研究。随着制备技术的进步,石墨烯价格将持续回落。

  据了解,目前石墨烯家族至少有 600 多种,以形态上又可分为:介孔、凝胶、粉体及薄膜,2017年,石墨烯薄膜和石墨烯微片的价格将会进一步降低。石墨烯薄膜方面,小尺寸石墨烯薄膜价格下降较快,而大尺寸石墨烯薄膜仍是稀缺产品,短期内价格下降并不明显。同时,石墨烯微片(粉体)的价格也将持续回落。

石墨烯产业的更加专业化

  目前石墨烯制备企业规模较小,对石墨烯产品的要求也各有不同,其产品的应用行业差别很大,材料的缺陷已成为产业化发展最大的“绊脚石”。造成这种现象最主要的原因一是石墨烯表征方法的不足,不能很好的鉴别石墨烯的结构进而加以设计;二是行业标准的缺失,缺少一个行业都认可的、权威的国家标准,甚至连什么产品属于石墨烯都有争论。

  目前表征石墨烯的有效手段主要有:原子力显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜、光学显微镜、X射线衍射、拉曼光谱等。

  原子力显微镜是表征石墨烯材料的最直接有效的手段。拉曼光谱的形状、宽度和位置与石墨烯层数相关,拉曼光谱提供了一个高效率、无破坏的测量石墨烯层数的表征手段。

  至于行业标准,中国已出台很多石墨烯地方和行业内部标准,据预测,2017年,中国将正式出台石墨烯国家标准。北美地区、欧洲都将进一步明确石墨烯行业标准,这将对石墨烯市场的发展起到积极推动作用。

涂料可能是石墨烯应用的切入点

  专家判断,五年内真正的石墨烯电池研发很难获得突破,但是部分储能领域已实现初步应用,石墨烯在中央处理器和芯片等核心电子元件的应用研发技术日益成熟。据推测,最先实现产业化发展的是石墨烯防腐涂料。

  石墨烯用于涂料中可制备纯石墨烯涂料和石墨烯复合涂料,前者主要是指纯石墨烯在金属表面发挥防腐蚀、导电等作用的功能性涂料;后者主要是指石墨烯首先与聚合物树脂复合,然后以复合材料制备功能性涂料,石墨烯可显著提升树脂的性能,因此涂料可能是石墨烯应用最容易切入的领域之一。

 

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