石墨烯,亦被稱作“單層石墨”,是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料,其碳原子排列與石墨的單原子層雷同,是碳原子以sp2混成軌域呈蜂巢晶格排列構(gòu)成的單層二維晶體。
研究顯示,石墨烯是自然界中已知的最薄、強(qiáng)度最高的材料,同時(shí)具備極高的透光性和極大的比表面積,是目前已知室溫下最好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱材料。其優(yōu)異的性能使其在多個(gè)領(lǐng)域具備“顛覆”潛力,廣泛地應(yīng)用于電池電極材料、半導(dǎo)體器件、復(fù)合材料制備、透明顯示觸摸屏等方面。
作為新材料產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo),石墨烯在帶動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),培育新興產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn),推動(dòng)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的作用越來越顯著。隨著石墨烯風(fēng)生水起的發(fā)展,相關(guān)專利申請量也迅猛增加。經(jīng)過檢索分析發(fā)現(xiàn),全球石墨烯研究在近幾年迅猛發(fā)展。
然而,雖然目前石墨烯企業(yè)數(shù)量增長快速,涉及的產(chǎn)業(yè)鏈多個(gè)方面,但整體的經(jīng)營規(guī)模較小,中小型、初創(chuàng)型企業(yè)占比較大,中型、大型企業(yè)相對(duì)較少,相較于龐大的前景市場仍有很大的發(fā)展空間。
同時(shí),從技術(shù)的生命周期來看,石墨烯產(chǎn)業(yè)總體上正處于概念導(dǎo)入期、產(chǎn)業(yè)化突破前期,正從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。目前以石墨烯為原料的低端產(chǎn)品,如功能涂料、復(fù)合材料、電極材料和結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型材料等,雖然部分已初步產(chǎn)業(yè)化,但規(guī)模小、技術(shù)含量不高、附加值較低。而以石墨烯薄膜為原料的高端產(chǎn)品,如微電子材料和顯示屏薄膜材料等,或處于實(shí)驗(yàn)室階段,或處于中試階段,短時(shí)間內(nèi)均難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
由此可見,石墨烯作為一種新興技術(shù)材料,從發(fā)現(xiàn)到大規(guī)模應(yīng)用,是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,不可能一蹴而就。但也可以預(yù)見,隨著石墨烯制備技術(shù)的逐步成熟和應(yīng)用研發(fā)的逐步擴(kuò)展,在各國政府和企業(yè)的大力推動(dòng)下,研發(fā)成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化將發(fā)展迅速。
從市場規(guī)???,目前全球石墨烯年產(chǎn)能已達(dá)到百噸級(jí),業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)未來五年到十年,石墨烯年產(chǎn)能將達(dá)到千噸級(jí)。鋰電大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,2015年全球石墨烯市場規(guī)模約為453萬美元,預(yù)計(jì)到2020年市場規(guī)模可達(dá)到3.85億美元,2025年石墨烯規(guī)模將達(dá)21.03億美元。
綜上所述,石墨烯具有很好的應(yīng)用前景和極大的想象空間,如果能將科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)開發(fā)相結(jié)合,大幅推動(dòng)石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和發(fā)展,相信未來幾年內(nèi)石墨烯就會(huì)實(shí)現(xiàn)更多令人驚奇的應(yīng)用。