石墨烯的應(yīng)用 石墨烯的現(xiàn)狀和發(fā)展前景
摘要: 從石墨烯,薄膜領(lǐng)域來看,這種石墨烯主要采用化學(xué)氣相沉積法制備,技術(shù)發(fā)展在國(guó)內(nèi)一直處于領(lǐng)先水平。世界上最大的單晶石墨烯,連續(xù)生產(chǎn)了千米的石墨烯薄膜、生長(zhǎng)在玻璃上的石墨烯、由各種有機(jī)氣體和液體制備的石墨烯薄膜等。都是我國(guó)首創(chuàng),中科院研究院和高校在實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)上各有優(yōu)勢(shì)。中國(guó)的一些企業(yè)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了制備薄膜石墨烯的低成本和廉價(jià)技術(shù)。粉石墨烯也是類似的狀態(tài)。從方法上來說,有氧化還原法(大部分企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都采用),有機(jī)物碳化法,石墨插層剝離法(化學(xué)剝離法,溶液電解剝離法,熔鹽電解剝離法),石墨機(jī)械研磨/高速剪切法(
1 石墨烯的應(yīng)用,石墨烯研發(fā)現(xiàn)狀、技術(shù)突破關(guān)鍵、及市場(chǎng)化前景。
首先要特別說明,因?yàn)槭┰诮Y(jié)構(gòu)上分為兩類,薄膜石墨烯和粉末石墨烯,所以在技術(shù)和應(yīng)用上應(yīng)該分為兩類。
從石墨烯,薄膜領(lǐng)域來看,這種石墨烯主要采用化學(xué)氣相沉積法制備,技術(shù)發(fā)展在國(guó)內(nèi)一直處于領(lǐng)先水平。世界上最大的單晶石墨烯,連續(xù)生產(chǎn)了千米的石墨烯薄膜、生長(zhǎng)在玻璃上的石墨烯、由各種有機(jī)氣體和液體制備的石墨烯薄膜等。都是我國(guó)首創(chuàng),中科院研究院和高校在實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)上各有優(yōu)勢(shì)。中國(guó)的一些企業(yè)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了制備薄膜石墨烯的低成本和廉價(jià)技術(shù)。粉石墨烯也是類似的狀態(tài)。從方法上來說,有氧化還原法(大部分企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都采用),有機(jī)物碳化法,石墨插層剝離法(化學(xué)剝離法,溶液電解剝離法,熔鹽電解剝離法),石墨機(jī)械研磨/高速剪切法(石墨乳液?這些技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了幾噸到幾百噸的年產(chǎn)量,有的質(zhì)量高成本高,有的質(zhì)量低產(chǎn)量大,各種特性也面臨著各種應(yīng)用需求。而且,中國(guó)是粉末石墨烯產(chǎn)量最大、發(fā)展勢(shì)頭最強(qiáng)的國(guó)家
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綜合這兩點(diǎn),可以說中國(guó)在國(guó)際上率先準(zhǔn)備石墨烯,各院在準(zhǔn)備方式上的技術(shù)儲(chǔ)備期在2015年之前已經(jīng)結(jié)束。只要錢來了,馬上可以量產(chǎn)?,F(xiàn)在,它已經(jīng)從準(zhǔn)備這項(xiàng)技術(shù)的“點(diǎn)”過渡到應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的“面”。技術(shù)突破沒有檢查點(diǎn)式的關(guān)鍵,但處處都是技術(shù)突破的關(guān)鍵,因?yàn)橛袕V闊的應(yīng)用空間,也有無限的問題,主要看面對(duì)哪種應(yīng)用。這是一種“無人區(qū)”的狀態(tài),因?yàn)樗且环N全新的材料,帶來了全新的領(lǐng)域和無限的未來。因此,市場(chǎng)化的前景從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看是毋庸置疑的,但從短期來看也是困難的。例如,以常州二維碳素科技為例,公司成立于2011年12月,第一個(gè)石墨烯電容觸摸屏于2012年宣布成立,全球第一條年產(chǎn)3萬平方米的石墨烯薄膜生產(chǎn)線于2013年成立,2014年成立子公司專營(yíng)觸摸屏,年產(chǎn)20萬平方米。技術(shù)發(fā)展可以說是新月。然而,不可預(yù)測(cè)的是,傳統(tǒng)觸摸屏的價(jià)格大幅下跌,所有的投資都變成了“雞肋”。所以說新材料面臨的不僅僅是同行業(yè)者之間的競(jìng)爭(zhēng),更大的競(jìng)爭(zhēng)來自于傳統(tǒng)產(chǎn)品和傳統(tǒng)行業(yè),既要代替它,還要改變行業(yè)并得到認(rèn)同,引導(dǎo)行業(yè)轉(zhuǎn)變和發(fā)展必然是困難重重的。就像當(dāng)年火車要換車廂一樣。初期并不樂觀,但長(zhǎng)期來看肯定是無限的。剩下的就是堅(jiān)持下去了
2.石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀,過程中的障礙,及前景。
幾乎每一項(xiàng)新材料或新技術(shù)都要經(jīng)過幾個(gè)發(fā)展過程,如準(zhǔn)備期、爆發(fā)期、過熱期和冷卻期,才能最終應(yīng)用。從2004年發(fā)現(xiàn)到2009年,在石墨烯,研究的人很少,研究方向主要集中在物理上,所以當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)了很多基礎(chǔ)理論和特點(diǎn),然后化學(xué)家介入,開發(fā)合成方法和可能與不可能的應(yīng)用。這個(gè)過程在2013年持續(xù)降溫,一些炒作概念的公司開始撤退。然而,這時(shí),常州,蘇州和成都建立了第一批石墨烯產(chǎn)業(yè)花園。2015年是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),國(guó)際社會(huì)對(duì)石墨烯的態(tài)度變得尤其令人擔(dān)憂。敏銳的商人中國(guó),立刻順勢(shì)而為,概念翻新,于是石墨烯過熱遍中國(guó)(突然讓我想起2010年哥本哈根環(huán)境大會(huì),碳排放概念提出的時(shí)候,沉浸了20多年的CO2光催化或者電催化變得特別火,每年都有無數(shù)篇文章。
當(dāng)年石墨烯有50多家新注冊(cè)的企業(yè)是好事,但是很多沒有做石墨烯的企業(yè)開始借助概念炒作石墨烯,甚至家具商都說做石墨烯,大量資金進(jìn)入,近10家公司上市,每年有100多家石墨烯公司注冊(cè)。然而,經(jīng)過大量的噪音,中國(guó)市場(chǎng)仍然沒有廣泛使用的石墨烯產(chǎn)品,包括享有盛譽(yù)的圣泉集團(tuán)推廣的石墨烯健康服裝產(chǎn)品,具體銷量也不清楚。2017年,石墨烯的發(fā)展終于回到了理性的狀態(tài)。一直安心做技術(shù)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)還在沿著原來的應(yīng)用探索穩(wěn)步前進(jìn)。很多資本在發(fā)了財(cái)之后就退出了,不是盲目的沉沒了,就是隨著潮水的退潮被卷走了。所有堅(jiān)持生存的石墨烯企業(yè)還是回到了必須面對(duì)的問題,石墨烯到底怎么用,用在哪,怎么才能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值,如何面對(duì)碳纖維,碳管和富勒烯,的性價(jià)比優(yōu)勢(shì),甚至具有可持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)力?
產(chǎn)業(yè),石墨烯接管全國(guó),發(fā)展迅速,主要有以下四大規(guī)模地區(qū)。第一,蘇錫常地區(qū),尤其是石墨烯, 常州,發(fā)展最快,企業(yè)數(shù)量也比較多。例如,第六元素,格菲,二維碳素,等。這里的上市公司主要是集中。憑借其雄厚的制造業(yè)基礎(chǔ)、發(fā)達(dá)繁榮的物流,經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新能力,發(fā)展勢(shì)頭最為強(qiáng)勁。在這里,石墨烯薄膜和粉末企業(yè)各占一半,粉末企業(yè)正在尋找與傳統(tǒng)制造業(yè)的結(jié)合,薄膜產(chǎn)業(yè)正在探索新的產(chǎn)業(yè)山東省是下一個(gè),因?yàn)樗兄袊?guó)最大的石墨儲(chǔ)量,所以產(chǎn)業(yè)在石墨烯的發(fā)展一直受到重視,以提升產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)企業(yè)主要集中在粉末石墨烯, 企業(yè)主要分布在濟(jì)南和青島,山東圣泉集團(tuán)是企業(yè)向石墨烯轉(zhuǎn)型的典型代表,企業(yè)主要經(jīng)營(yíng)酚醛樹脂和呋喃樹脂,在2014年產(chǎn)能縮減的浪潮中轉(zhuǎn)型為石墨烯。 再一次,是珠三角地區(qū),深圳周邊的城市。因?yàn)閰^(qū)域金融產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),有很多熱錢,很多創(chuàng)業(yè)企業(yè)選擇了這個(gè)地方。有些創(chuàng)業(yè)者有一定的技術(shù)特征,但大多處于潛伏期或潛伏期,等待市場(chǎng)機(jī)會(huì)或政策機(jī)會(huì),就像當(dāng)年的電子行業(yè)、鋰電池行業(yè)一樣。最后,它在重慶, 成都,和第一批產(chǎn)業(yè)花園在石墨烯成立。尚不清楚其發(fā)展的具體依據(jù)是什么。
行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題是“應(yīng)用”。如今,石墨烯的每個(gè)企業(yè)都在尋找應(yīng)用程序。人們普遍認(rèn)為,無論是哪種石墨烯,氧化、插層或石墨微芯片,只有找到合適的應(yīng)用,它才是好產(chǎn)品。每個(gè)人都在根據(jù)自己石墨烯,的特點(diǎn)做具體的應(yīng)用和開發(fā),最早和最發(fā)達(dá)的應(yīng)用是石墨烯防腐涂料和石墨烯復(fù)合材料。因?yàn)檫@兩個(gè)行業(yè)涉及的實(shí)用領(lǐng)域最廣,產(chǎn)生效益最快,幾乎所有的粉石墨烯行業(yè)都在這個(gè)領(lǐng)域嘗試。
未來,可以預(yù)計(jì),經(jīng)過一段時(shí)間的蟄伏,石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品將會(huì)陸續(xù)出現(xiàn),其中有些會(huì)改變行業(yè),有些會(huì)提高性能,有些會(huì)被產(chǎn)品取代。這個(gè)階段不會(huì)形成主導(dǎo)狀態(tài),是一個(gè)新的領(lǐng)域,開拓階段是展示自己的能力。無論是嫁接現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)還是發(fā)展【新產(chǎn)業(yè)(300832)、股吧】,這不僅取決于誰(shuí)的道路是第一個(gè)通過的,還取決于誰(shuí)的道路越來越寬。所以石墨烯可以在很多傳統(tǒng)行業(yè)看到,而石墨烯可以用在很多新興產(chǎn)品上,比如壓力傳感,觸摸傳感,智能穿戴等等。而它能帶來具體多大的經(jīng)濟(jì)效益這要被很多不確定因素決定,綜合考慮成本,技術(shù),產(chǎn)業(yè)升級(jí)難度,行業(yè)壁壘,以及消費(fèi)者認(rèn)可度等等,這個(gè)需要具體的產(chǎn)品分析和詳細(xì)的調(diào)查來判斷。總之前景是光明的,但也有風(fēng)險(xiǎn)。但是,反正生意就是這樣。每個(gè)人都在秘密發(fā)展。誰(shuí)知道它宣布的時(shí)候會(huì)不會(huì)和別人一樣,或者功能重疊,或者直接被別人的產(chǎn)品技術(shù)跳躍取代,或者技術(shù)先進(jìn)不被市場(chǎng)認(rèn)可,或者干脆被抄襲。1 石墨烯研發(fā)現(xiàn)狀、技術(shù)突破關(guān)鍵、及市場(chǎng)化前景。
首先要特別說明,因?yàn)槭┰诮Y(jié)構(gòu)上分為兩類,薄膜石墨烯和粉末石墨烯,所以在技術(shù)和應(yīng)用上應(yīng)該分為兩類。
從石墨烯,薄膜領(lǐng)域來看,這種石墨烯主要采用化學(xué)氣相沉積法制備,技術(shù)發(fā)展在國(guó)內(nèi)一直處于領(lǐng)先水平。世界上最大的單晶石墨烯,連續(xù)生產(chǎn)了千米的石墨烯薄膜、生長(zhǎng)在玻璃上的石墨烯、由各種有機(jī)氣體和液體制備的石墨烯薄膜等。都是我國(guó)首創(chuàng),中科院研究院和高校在實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)上各有優(yōu)勢(shì)。中國(guó)的一些企業(yè)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了制備薄膜石墨烯的低成本和廉價(jià)技術(shù)。粉石墨烯也是類似的狀態(tài)。從方法上來說,有氧化還原法(大部分企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都采用),有機(jī)物碳化法,石墨插層剝離法(化學(xué)剝離法,溶液電解剝離法,熔鹽電解剝離法),石墨機(jī)械研磨/高速剪切法(石墨乳液?這些技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了幾噸到幾百噸的年產(chǎn)量,有的質(zhì)量高成本高,有的質(zhì)量低產(chǎn)量大,各種特性也面臨著各種應(yīng)用需求。而且,中國(guó)是粉末石墨烯產(chǎn)量最大、發(fā)展勢(shì)頭最強(qiáng)的國(guó)家
綜合這兩點(diǎn),可以說中國(guó)在國(guó)際上率先準(zhǔn)備石墨烯,各院在準(zhǔn)備方式上的技術(shù)儲(chǔ)備期在2015年之前已經(jīng)結(jié)束。只要錢來了,馬上可以量產(chǎn)?,F(xiàn)在,它已經(jīng)從準(zhǔn)備這項(xiàng)技術(shù)的“點(diǎn)”過渡到應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的“面”。技術(shù)突破沒有檢查點(diǎn)式的關(guān)鍵,但處處都是技術(shù)突破的關(guān)鍵,因?yàn)橛袕V闊的應(yīng)用空間,也有無限的問題,主要看面對(duì)哪種應(yīng)用。這是一種“無人區(qū)”的狀態(tài),因?yàn)樗且环N全新的材料,帶來了全新的領(lǐng)域和無限的未來。因此,市場(chǎng)化的前景從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看是毋庸置疑的,但從短期來看也是困難的。例如,以常州二維碳素科技為例,公司成立于2011年12月,第一個(gè)石墨烯電容觸摸屏于2012年宣布成立,全球第一條年產(chǎn)3萬平方米的石墨烯薄膜生產(chǎn)線于2013年成立,2014年成立子公司專營(yíng)觸摸屏,年產(chǎn)20萬平方米。技術(shù)發(fā)展可以說是新月。然而,不可預(yù)測(cè)的是,傳統(tǒng)觸摸屏的價(jià)格大幅下跌,所有的投資都變成了“雞肋”。所以說新材料面臨的不僅僅是同行業(yè)者之間的競(jìng)爭(zhēng),更大的競(jìng)爭(zhēng)來自于傳統(tǒng)產(chǎn)品和傳統(tǒng)行業(yè),既要代替它,還要改變行業(yè)并得到認(rèn)同,引導(dǎo)行業(yè)轉(zhuǎn)變和發(fā)展必然是困難重重的。就像當(dāng)年火車要換車廂一樣。初期并不樂觀,但長(zhǎng)期來看肯定是無限的。剩下的就是堅(jiān)持下去了
2.石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀,過程中的障礙,及前景。
幾乎每一項(xiàng)新材料或新技術(shù)都要經(jīng)過幾個(gè)發(fā)展過程,如準(zhǔn)備期、爆發(fā)期、過熱期和冷卻期,才能最終應(yīng)用。從2004年發(fā)現(xiàn)到2009年,在石墨烯,研究的人很少,研究方向主要集中在物理上,所以當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)了很多基礎(chǔ)理論和特點(diǎn),然后化學(xué)家介入,開發(fā)合成方法和可能與不可能的應(yīng)用。這個(gè)過程在2013年持續(xù)降溫,一些炒作概念的公司開始撤退。然而,這時(shí),常州,蘇州和成都建立了第一批石墨烯產(chǎn)業(yè)花園。2015年是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),國(guó)際社會(huì)對(duì)石墨烯的態(tài)度變得尤其令人擔(dān)憂。敏銳的商人中國(guó),立刻順勢(shì)而為,概念翻新,于是石墨烯過熱遍中國(guó)(突然讓我想起2010年哥本哈根環(huán)境大會(huì),碳排放概念提出的時(shí)候,沉浸了20多年的CO2光催化或者電催化變得特別火,每年都有無數(shù)篇文章。
當(dāng)年石墨烯有50多家新注冊(cè)的企業(yè)是好事,但是很多沒有做石墨烯的企業(yè)開始借助概念炒作石墨烯,甚至家具商都說做石墨烯,大量資金進(jìn)入,近10家公司上市,每年有100多家石墨烯公司注冊(cè)。然而,經(jīng)過大量的噪音,中國(guó)市場(chǎng)仍然沒有廣泛使用的石墨烯產(chǎn)品,包括享有盛譽(yù)的圣泉集團(tuán)推廣的石墨烯健康服裝產(chǎn)品,具體銷量也不清楚。2017年,石墨烯的發(fā)展終于回到了理性的狀態(tài)。一直安心做技術(shù)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)還在沿著原來的應(yīng)用探索穩(wěn)步前進(jìn)。很多資本在發(fā)了財(cái)之后就退出了,不是盲目的沉沒了,就是隨著潮水的退潮被卷走了。所有堅(jiān)持生存的石墨烯企業(yè)還是回到了必須面對(duì)的問題,石墨烯到底怎么用,用在哪,怎么才能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值,如何面對(duì)碳纖維,碳管和富勒烯,的性價(jià)比優(yōu)勢(shì),甚至具有可持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)力?
產(chǎn)業(yè),石墨烯接管全國(guó),發(fā)展迅速,主要有以下四大規(guī)模地區(qū)。第一,蘇錫常地區(qū),尤其是石墨烯, 常州,發(fā)展最快,企業(yè)數(shù)量也比較多。例如,第六元素,格菲,二維碳素,等。這里的上市公司主要是集中。憑借其雄厚的制造業(yè)基礎(chǔ)、發(fā)達(dá)繁榮的物流,經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新能力,發(fā)展勢(shì)頭最為強(qiáng)勁。在這里,石墨烯薄膜和粉末企業(yè)各占一半,粉末企業(yè)正在尋找與傳統(tǒng)制造業(yè)的結(jié)合,薄膜產(chǎn)業(yè)正在探索新的產(chǎn)業(yè)山東省是下一個(gè),因?yàn)樗兄袊?guó)最大的石墨儲(chǔ)量,所以產(chǎn)業(yè)在石墨烯的發(fā)展一直受到重視,以提升產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)企業(yè)主要集中在粉末石墨烯, 企業(yè)主要分布在濟(jì)南和青島,山東圣泉集團(tuán)是企業(yè)向石墨烯轉(zhuǎn)型的典型代表,企業(yè)主要經(jīng)營(yíng)酚醛樹脂和呋喃樹脂,在2014年產(chǎn)能縮減的浪潮中轉(zhuǎn)型為石墨烯。 再一次,是珠三角地區(qū),深圳周邊的城市。因?yàn)閰^(qū)域金融產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),有很多熱錢,很多創(chuàng)業(yè)企業(yè)選擇了這個(gè)地方。有些創(chuàng)業(yè)者有一定的技術(shù)特征,但大多處于潛伏期或潛伏期,等待市場(chǎng)機(jī)會(huì)或政策機(jī)會(huì),就像當(dāng)年的電子行業(yè)、鋰電池行業(yè)一樣。最后,它在重慶, 成都,和第一批產(chǎn)業(yè)花園在石墨烯成立。尚不清楚其發(fā)展的具體依據(jù)是什么。
綜上所述,石墨烯現(xiàn)在的行業(yè)情況是投資趨于理性,征收智商稅的熱情已經(jīng)過去。行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題是“應(yīng)用”。如今,石墨烯的每個(gè)企業(yè)都在尋找應(yīng)用程序。人們普遍認(rèn)為,無論是哪種石墨烯,氧化、插層或石墨微芯片,只有找到合適的應(yīng)用,它才是好產(chǎn)品。每個(gè)人都在根據(jù)自己石墨烯,的特點(diǎn)做具體的應(yīng)用和開發(fā),最早和最發(fā)達(dá)的應(yīng)用是石墨烯防腐涂料和石墨烯復(fù)合材料。因?yàn)檫@兩個(gè)行業(yè)涉及的實(shí)用領(lǐng)域最廣,產(chǎn)生效益最快,幾乎所有的粉石墨烯行業(yè)都在這個(gè)領(lǐng)域嘗試。
未來,可以預(yù)計(jì),經(jīng)過一段時(shí)間的蟄伏,石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品將會(huì)陸續(xù)出現(xiàn),其中有些會(huì)改變行業(yè),有些會(huì)提高性能,有些會(huì)被產(chǎn)品取代。這個(gè)階段不會(huì)形成主導(dǎo)狀態(tài),是一個(gè)新的領(lǐng)域,開拓階段是展示自己的能力。無論是嫁接現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)還是發(fā)展新產(chǎn)業(yè),這不僅取決于誰(shuí)的道路是第一個(gè)通過的,還取決于誰(shuí)的道路越來越寬。所以石墨烯可以在很多傳統(tǒng)行業(yè)看到,而石墨烯可以用在很多新興產(chǎn)品上,比如壓力傳感,觸摸傳感,智能穿戴等等。而它能帶來具體多大的經(jīng)濟(jì)效益這要被很多不確定因素決定,綜合考慮成本,技術(shù),產(chǎn)業(yè)升級(jí)難度,行業(yè)壁壘,以及消費(fèi)者認(rèn)可度等等,這個(gè)需要具體的產(chǎn)品分析和詳細(xì)的調(diào)查來判斷??傊熬笆枪饷鞯模灿酗L(fēng)險(xiǎn)。但是,反正生意就是這樣。每個(gè)人都在秘密發(fā)展。誰(shuí)知道它宣布的時(shí)候會(huì)不會(huì)和別人一樣,或者功能重疊,或者直接被別人的產(chǎn)品技術(shù)跳躍取代,或者技術(shù)先進(jìn)不被市場(chǎng)認(rèn)可,或者干脆被抄襲。想要了解更多可以看下石油主要有什么用途
石墨烯,應(yīng)用,現(xiàn)狀,發(fā)展前景






