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石墨烯产业能否“落地开花”

发布时间: 2017-02-14 09:36     来源: 中国新材料网

  “新材料之王”有何神奇?
  能随意弯折的手机常常出现在很多科幻电影中,然而这一场景有望很快成为现实。
  日前,在合肥微晶材料科技有限公司的实验室,记者看到一种神奇的石墨烯导电膜,如同卷纸一样一卷一卷生产,看上去与普通塑料纸无异,可以随意弯折。这是该公司采用最新纳米材料制造技术与工艺,成功推出的新一代石墨烯纳米银线复合柔性透明导电膜,这种导电膜的研发及量产,未来有望应用于柔性显示屏。
  “石墨烯纳米银线复合产品具有较小的弯曲半径,且在弯曲时电阻变化率较小,可以更好地延伸,同时具备更高的透光率。应用在曲面显示设备,例如智能手表、手环等产品时,具有明显优势,未来有望替代ITO(氧化铟锡材料),成为重要的新型显示器材料。”微晶公司总经理张梓涵介绍,目前常见的生产方法,是在金属基底上催化生长,缺点是不仅工艺复杂、成品率难以保障,而且生产时间长、生产成本居高不下。而微晶公司科研人员从石墨烯粉末中提取有用物质,配制出溶液直接涂布在介质上,大大降低了生产成本,提高了生产效率。
  作为一种新型材料,石墨烯具有良好的柔性、出色的导电和导热性、优异的物理与化学稳定性,以及具有结构和性能易于调控等优良特性,被称为“新材料之王”,可广泛应用于半导体、新能源、柔性电子传感器、复合材料、生物医药等领域。“厚度仅为头发丝的20万分之一,强度是钢的200倍,即便大角度弯曲也不会断裂,石墨烯具有很多独特的优良性能,这些独特性能一旦实现产业化应用,将对多个领域带来革命性的变革。”中科大物理学院副院长王冠中介绍。
  随着技术的突破、价格的下滑,石墨烯将得到更广泛的应用,市场规模将呈高速发展态势,预计到2020年石墨烯将形成完整的产业链,全球石墨烯市场规模将突破1000亿元。
  产业化推广瓶颈何在?
  一个产业的兴起往往要经历6个阶段:技术概念期、产品导入期、市场扩张期、并购竞争期、成熟调整期、产业衰退期。目前石墨烯产业正在从技术概念期向产品导入期过渡,尚未形成完整的产业链。“现在石墨烯产业上中游发展火热,下游应用一直是短板,缺乏大规模应用是制约行业发展的主要瓶颈,关键在于如何将实验室的技术导入到下游的应用中。”张梓涵说。
  省经信委原材料工业处处长陈保章认为,目前我省石墨烯产业还处于起步阶段,从事与石墨烯产品制备相关行业研发和生产的企业并不多,主要集中在合肥、马鞍山两地,主要涉及石墨烯设备及产品,其中设备生产已经比较成熟。
  “关键技术还有待突破,产业化应用还需时日。”张梓涵介绍,目前国内涉及石墨烯概念的企业多达上百家,但真正从事研发的企业不过20家左右。石墨烯应用产品低端化、同质化,市场鱼龙混杂,产品品质参差不齐,很多都是在炒概念,行业规范有待完善。
  张梓涵认为,目前行业还没有形成盈利模式,市场尚处于培育阶段。在研发方面需要投入大量资金,而下游应用市场尚未打开,产品销售额低。“目前国内生产和应用开发石墨烯产品的企业多为中小企业和初创企业,资金、人员和研发实力都相对较弱。因此,高技术水平、低成本制备技术和产业化应用开发,还未取得实质性突破,这也成为制约我国石墨烯产业发展的关键因素之一。”
  石墨烯如何走出实验室?
  根据工信部、发改委、科技部印发的《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,到2020年,我国将形成完善的石墨烯产业体系,实现石墨烯材料标准化和低成本化,形成若干具有核心竞争力的石墨烯企业,在多领域实现规模化应用。
  当前,我国石墨烯材料正处于从实验室走向产业化的关键时期。王冠中认为,将石墨烯从概念化转为产业化,还需逐步加强政策支持。推动一批产业示范项目,实现石墨烯材料稳定生产,在部分工业产品和民生消费品的产业化应用。随着产量的提升以及整个行业产业化的推进,石墨烯的成本端正快速下降,石墨烯薄膜的价格也有望随之降低,成本劣势会不断缩减。
  张梓涵认为,推动石墨烯产业化应用,还需加强产学研结合。纵观欧美日韩等国,均有着完善的产学研合作机制,石墨烯产品的研发主体都是企业,高校及科研院所负责基础开发,产品导入阶段由企业负责,以产业应用指导研发,促进科研成果有效转化。“当前石墨烯产业发展,重点在下游应用上发力。一方面要不断加大研发投入,提高研发速度和研发深度,集中优势资源进行技术突破;另一方面还需加强与高校合作,加速应用产品的转化,并不断开拓应用市场,早日将实验成果转化为产品。”
  “当前石墨烯市场亟待规范,很多企业只是在炒概念,如行业无序发展将会导致恶性竞争,对整个行业发展产生致命危害。必须建立健全行业规范,避免恶性竞争。”张梓涵认为,目前石墨烯应用技术多处于中试阶段,市场不确定性较大。投资者应理性投资,理性判断行业发展趋势,避免跟风炒作。同时应发挥政府资金的引导作用,以市场应用为导向,推动产业集群发展。

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