石墨烯材料产业拥有广阔市场前景,但面临着成本高、结构控制难、污染问题等挑战,我国是世界第二大石墨资源国,具有良好发展基础。
1、石墨烯是一种由碳原子以六元环组构而成的单原子层薄膜材料,具有优异的导电性、导热性、透明性等特性。 2、石墨烯的制备主要包括“自上而下”法和“自下而上”法两种工艺。前者以石墨为原料,从石墨中层层剥离,后者从含碳化合物开始,利用高能量破坏掉化合物的化学键,使其中碳原子从中脱离出来后规则地聚集。 3、目前,石墨烯材料的应用主要以粉体材料为主,用作电热产品、导电添加剂、防腐涂料等。未来10年值得期待的是一维石墨烯纤维材料,它有望用作散热膜、功能纤维、结构增强纤维,甚至超级导线等。 4、石墨烯材料产业面临着一系列技术挑战,包括大规模生产成本较高、需要更好地控制结构和性能、生产和处理过程中可能会产生环境污染和废弃物处理问题等。 5、我国是世界第二大石墨资源国,已探明的石墨资源储量为2.6亿吨,石墨基础储量约占世界总储量的33%,具有良好的产业发展基础。 6、近年来,我国出台了一系列支持石墨烯材料产业发展政策,并取得了一定的成果。例如,石墨烯导电剂已在电动汽车市场得到广泛应用。 7、目前,我国市场上的石墨烯材料大部分采用“自上而下”法制备,通过氧化还原反应制备,虽然成本低、产量大,但由于质量尚有待提高,因此难以在集成电路等高精密度产品中应用。 8、刘忠范认为,石墨烯材料产业需要寻找“杀手锏应用”,建立在日趋完美的高性能石墨烯材料基础上的,原创性的基础研究,也需要精益求精的研发和持续不断的投入。