、行、用
、玩都產(chǎn)生影響
。石墨烯復合膜阻氧阻水性能好,可提高食品保質(zhì)期
;石墨烯纖維可制成發(fā)熱服飾和醫(yī)療保健用品
;石墨烯電熱膜電熱轉(zhuǎn)換效率高,可逐步代替暖氣供熱
;石墨烯系列材料可用于汽車
、火車等交通工具,石墨烯導熱膜可用于手機高效散熱……
石墨烯另一個被寄予厚望的應用領域是電能儲存
。它的優(yōu)勢在于充電速度快
,而且可以重復使用幾萬次。但目前石墨烯存儲的電量不如電池多
,還無法存儲足夠多的電能
。未來
,隨著充電設施的日益完善和相關技術(shù)的進步,電動汽車使用石墨烯電池
,花兩三分鐘就可能把電充滿
。
石墨烯的電子運行速度是硅的十倍,由石墨烯制作的高頻器件理論上工作頻率可以達到硅的十倍甚至上百倍
。石墨烯引發(fā)的技術(shù)革命很可能從人們常見的小小芯片開始
。
此外,科研人員已完成柔性襯底晶體管的研制
,正在嘗試柔性通信電路的研制
。未來無論是可以折疊的顯示屏幕,還是能夠植入人體的可穿戴設備
,都可能靠這樣的石墨烯器件來實現(xiàn)
。
即使在實驗室條件下,石墨烯的神奇性能依然沒有完全釋放出來
。由于技術(shù)層面還存在著不少挑戰(zhàn)
,真正大面積應用還有很長的路要走。但通過加強需求和研究的結(jié)合
,不斷在石墨烯材料的制備和器件研制方面取得重要突破
,創(chuàng)造更多更新更具顛覆性的應用,石墨烯這種新一代戰(zhàn)略性新興材料將會極大改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活
。
國內(nèi)石墨烯研究與國外基本同步
,有望在不久的將來形成石墨烯產(chǎn)業(yè)
石墨烯一直是國際上的研究熱點,并在不斷升溫
。近幾年來
,全球石墨烯相關的論文和發(fā)明專利幾乎呈指數(shù)式增長,不僅各類優(yōu)異的物理化學性能被預測
、證實
,而且由此生發(fā)出很多具體的研究方向。
據(jù)了解
,許多國家正在爭奪石墨烯技術(shù)的制高點
。歐盟石墨烯旗艦計劃以石墨烯傳感為主要研究方向,美國正在嘗試利用石墨烯實現(xiàn)通信的柔性化并取得了顯著的成果
,韓國持續(xù)支持石墨烯柔性顯示的研究并制備出了演示產(chǎn)品
。
總體來講,國際上石墨烯各項優(yōu)異性能正逐漸從實驗室研究向產(chǎn)品應用過渡
,同時一些潛在的性能或應用還在不斷被發(fā)掘
。但這個工程化是一個長期而艱難的過程,給我國實現(xiàn)趕超國際水平、占領技術(shù)制高點帶來了絕好的機遇
。
目前國內(nèi)石墨烯研究與國外基本同步,一些方面有原創(chuàng)和引領性成果
。國內(nèi)研究偏重化學和材料
,國外更偏機理和器件。國內(nèi)石墨烯的研究在理論研究方面可以說是已實現(xiàn)與國際先進水平“并跑”
,論文
、專利無論數(shù)量還是質(zhì)量都具有很強的國際競爭力。截至2016年3月
,中國石墨烯的專利總數(shù)占全世界的56%
。與此同時,國家資助了大量有關石墨烯的基礎研究項目
,初步形成了政府
、科研機構(gòu)和企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的產(chǎn)學研合作對接機制。
受訪專家指出
,各個方向不斷出現(xiàn)令人驚喜的研究成果
,讓人們對石墨烯的未來充滿期待。但總體來講
,石墨烯技術(shù)成熟度還比較低
。對于石墨烯的發(fā)展,其制約因素或者說難點
,主要在材料制備技術(shù)
、全新設計理念和二維操控技術(shù)等方面。其中
,高品質(zhì)
、大批量的石墨烯原料問題暫時沒有根本解決,還需要進行大量技術(shù)攻關
。有些技術(shù)如單層氧化石墨烯
、石墨烯單晶等在實驗室制備成功了,但實現(xiàn)工程化
、連續(xù)性
、低成本、高效穩(wěn)定制備還有較長的路要走
。只有真正高品質(zhì)的石墨烯量產(chǎn)了
,顛覆性應用才會出現(xiàn)。
不過科學家們也比較樂觀
,近兩年石墨烯的可控低成本制備技術(shù)已取得了突破性進展
,有望在不久的將來形成石墨烯產(chǎn)業(yè)。
來源(中國礦業(yè)報網(wǎng)) 作者(佚名)
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