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石墨烯行业应用潜力广泛 有望催生万亿元级新市场

2018-9-4 9:24:37 来源:中国矿业报社 作者:本报综合报道

科技是第一生产力,它能改变人们对某种物质的利用方式,拓宽其应用范围。目前,科学家最新研制一种超薄“超级材料”制成的人造视网膜,可以帮助数百万名眼疾患者再度恢复视力。没错,这一“超级材料”就是石墨烯。

来自美国得克萨斯大学和韩国首尔国立大学的研究人员利用石墨烯、二硫化钼、黄金、氧化铝和硝酸硅的组合,构造了一种比现有模型更好的人工视网膜。石墨烯具有许多的独特性能,它可能是构建更好人工视网膜的关键材料。尽管它只有一层碳原子厚度,但是它强度很大,超级柔韧,而且非常轻。研究人员指出,这是第一次证明可以使用薄层石墨烯和二硫化钼来成功制造出人造视网膜。尽管这项研究还处于起步阶段,但是使用材料来恢复视力,是一个非常激动人心的起始点。如果未来对含有石墨烯的人造视网膜进行深入研究,就像研究人员所希望的那样,我们最终可能会在超级材料功能列表中增加一种超级功能——恢复视力受损者的视力。

事实上,石墨烯是在光、电、热、力等方面具有优异性能,极具应用潜力、可广泛服务于经济社会发展的新材料。例如,石墨烯在发热过程中产生的8~14微米远红外线恰是其中最适合人体健康的波段。由此,携带具有这样功能的石墨烯产品,犹如请了针灸按摩师为自己调理经络免疫系统。无疑,这对电脑族、手机族、久坐开车的司机及患有颈椎病的人是个福音。另外,仅1厘米厚的石墨烯电池在5分钟内给智能手机充满电,堪称充电王;可折叠LED透明柔性屏可看电影、打电话和网页浏览;线射频识别标签可打印在普通的纸上,反复折叠150000次性能不损失。随着产业技术的不断突破及下游端各类应用的持续开发,石墨烯材料商业化应用进程也将持续提速。未来,石墨烯应用市场发展潜力巨大,将催生万亿元级新市场。

石墨烯在能源装备、交通运输、航空航天、海工装备等产品上有良好的应用前景。据前瞻产业研究院发布的《石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》统计数据显示,目前全球石墨烯年产能达到百吨级,未来5~10年将达到千吨级。到2020年,全球石墨烯市场规模将超1000亿元。其中,中国占比50%~80%。中国将在全球石墨烯产业中起到主导和核心作用。到2020年,石墨烯产业化规模将取得突破。其中,新能源行业的锂电池和超级电容市场规模将突破534亿元。在电子信息行业的柔性显示和可穿戴领域,市场规模将突破267亿元。在复合材料市场的塑料、橡胶、涂料、导电油墨四领域市场,规模将突破372亿元。在节能环保领域,将突破90亿元。在热管理领域,电子产品散热膜、LED散热材料、石墨烯发热膜等市场规模将突破341亿元。在生物医药领域方面,石墨烯应用于生物安全、纳米载药体系、基因治疗、生物监测以及生物成像和诊断方面,市场规模将突破91亿元。

石墨烯被认为会对未来产业发展产生“颠覆性”影响,石墨是制备石墨烯的重要原料之一。石墨烯的制备方法根据原料的不同可以分为两类:一类是以天然石墨作为原料,经过氧化还原法、液相剥离法、微机械剥离等方法制备;另一个是以甲烷、乙烯、乙炔等碳氢化合物为原料采用气相沉积法(CVD法)、SiC外延生长法等制备。目前,利用天然石墨制备石墨烯是商业化程度最高的方式,石墨烯产业发展热度直接引发了石墨资源的开发热潮。

资料显示,中国石墨矿储量5500多万吨,占全世界的77%左右,资源优势明显。目前,国内在发展石墨烯产业上已经具备一定基础,据悉,中国在石墨烯领域的专利数量占到全世界的40%左右,产业化方面取得了一定的成就。目前,石墨烯加工成本已降至2011年的1/10,优良率和一致性也有较大的提升,有利于下游应用领域的拓展和开发。□

网站编辑:宫莉

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