新闻资讯

点燃烯望之光，携手聚力前行

公司新闻

行业新闻

首页

国内的石墨烯技术占先机，国外在争相的研发，需要理性去看待

发布时间：

2022-07-13

科技的发展，离不开对新材料的研究，这是一种新的材料，它的出现和使用，将会给人类的科技带来翻天覆地的变化。比如石墨烯，就是一种新的革命性的新型材料，中国的石墨烯技术已经走在了世界的前列，很多国家都在研究石墨烯。

国内的石墨烯技术占先机，国外在争相的研发，需要理性去看待

或许，有些人并不知道石墨烯是什么，也不知道它的研究价值。中国在石墨烯方面的实力如何?我们应该怎样看待当前的研究?

什么是石墨烯?

石墨烯，也叫单层石墨，是一种由单层碳原子在电子轨道上杂化而成的蜂窝状的二维碳物质。同时，它还是碳纳米管和富勒烯的同素异构体，在光学、电学、机械等方面都表现出优异的性能。

石墨烯是一种天然的物质，它的表面很难被分离出来，它的厚度只有0.335nm，因此很难被人察觉。诺贝尔奖是由英国物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫于2004年从石墨中分离出来的。

它的价值是怎样的?

首先，让我们来看一下世界各地在科研方面的投资。

自从英国的两个物理学家在2004年发现了石墨烯之后，关于石墨烯的研究就像是一股热潮，席卷了整个世界。迄今为止，中国、美国、欧盟、日本等国已经在该领域投入了大量资金。

欧盟在2013年宣布了一项耗资10亿欧元的“石墨烯旗舰项目”，并制订了一个详尽的10年发展计划，并在2021年投入941亿欧元，以启动“欧洲”项目。美国NSF累计投入超过十亿美元，支持超过1000个石墨烯技术项目。日本在石墨烯相关的项目上已经投入了十亿日元。中国科技基金共投资12亿，资助了超过2000个石墨烯相关的研究课题，涉及400多个研究机构。

为什么世界各地都对石墨烯感兴趣?

这是因为石墨烯是当今最好的新型材料，也是迄今为止所知的最薄、最硬的物质，被称为“黑金”，甚至被科学家们称为“新材料之王”。

它具备以下优点

1、石墨烯的厚度为0.335纳米，等于头发的二十万分之一，每平方米的重量为0.77mg，但其强度比钢铁要高出200倍。这是一种最轻便、最坚固的新型材料，比Kevlar还要好得多。

2、石墨烯具有极佳的光学特性，仅能吸收2.3%的光线，近乎透明，是一种没有任何距离的半导体材料。它是透明的、优良的导体，是制作透明触摸屏、光板甚至太阳能电池的理想材料。

3、石墨烯具有优良的导热性和导电性，其导热系数可达5300W/m.K，在室温下其电子迁移率大于15000cm2/v.s，其电阻率低于铜或银，仅为10~6Ω.cm。由于其具有极快的电子迁移速度和低电阻率，所以可以用于开发新型的、更薄、更快的电子器件和晶体管，这是未来半导体材料的发展方向。

综上所述，石墨烯是所有材料中重量最轻、强度最高的一种，导电、光学、导热等特性都非常出色。适用于半导体，新能源电池，显示屏，感光元件，复合材料，航空航天，工业控制，能源存储和交通等。

也正是因为石墨烯涉及到了许多高技术的前沿，才让世界各国都在争先恐后的研发，掌握了这项技术的人，将会获得更大的优势。

中国在石墨烯方面的实力如何?

石墨烯技术的研究，是从英国的曼彻斯特大学开始的，中国在这方面的研究，虽然落后于欧美，但在国际上却是数一数二的。中国在石墨烯方面，无论从原料到核心技术，都占据了绝对的优势。

1、全球最大的石墨烯原材料产量

石墨是石墨的主要原料，而中国是世界上最大的石墨产地，它的市场被我们牢牢地掌握着。比如，中国在2020年生产了650,000吨的石墨，占到了世界范围内的62%，几乎和过去两年一样。

2、中国在石墨烯领域的专利数量保持领先地位

根据数据显示，中国在石墨烯专利申请总量的68%左右，其次是美国，在全球范围内拥有12%的专利申请，与中国的差距很大。日本、韩国位列第3、第4，但由于申请专利的比例较低，所以两者之间的差距并不大。

3、国内技术始终领先

中国科学院重庆研究所在2013年通过化学汽相沉积法，研制出了我国第一块厚度为15寸的单层石墨烯;

中科院在电阻式触摸屏上成功地采用了石墨烯透明电极，2015年，重庆推出了世界第一款石墨烯柔性屏幕手机;2016年，重庆高交会，中国第一款石墨烯柔性屏幕手机亮相。

2017全球石墨烯创新论坛于中国常州拉开帷幕，标志着中国石墨烯领域正处于领先地位。

在2018年，美国人利用石墨烯制作了一种特别的涂料，将飞机引擎的叶片的使用寿命提高了三倍以上。

中国首个采用贝壳结构的石墨烯技术于2019年在上海宝山新材料创新园区内诞生，采用微纳堆叠粉末冶金技术，研制出了具有国际领先水平的烯烃铝合金材料。这一技术在全球范围内掀起了轩然大波，尤其是在全球范围内，烯碳铝合金也开始大规模生产了。

2020年，中国科学院成功研发出世界上第一块8吋的石墨烯芯片，这也是中国在石墨烯领域的领先优势。

正是因为如此，中国的石墨烯技术，才会在全球领先，永远处于领先地位。

我们应该怎样看待当前的研究

尽管国内的石墨烯技术已经走在世界前列，全世界都在争相研究。不过，这种技术还在起步阶段，消费者还是要理智一些，不要上当。

今年一月十六日，欧阳高明院士就在网上发表了自己的看法：“一辆新能源汽车，可以在几分钟内行驶一千公里，而且还能保证安全，这绝对是一个骗局。”

这是怎么回事?为什么科学院的人会这么说?这并不是什么难事，因为只有石墨烯这样的新型材料，才能实现快速充电和长时间的续航能力。然而，目前石墨烯技术还处于世界上的初级阶段，其生产工艺并不像人们所想的那样成熟。

目前，国内外对石墨烯技术的研究已经取得了较多的进展，而随着大规模生产和大规模生产技术的突破，石墨烯的产业化进程也在不断加速。不过，要真正投入市场还需要一段时间，最有希望在5~10年内实现商用的手机、航天、新能源电池等领域。

这是因为石墨烯的制作太过困难。

第一，石墨烯是一种新兴的材料，它所处的行业属于“科技+资金密集”的行业。所以，在技术研发与市场推广方面，必须进行大量的资金投资。

第二个难点，是石墨烯的产量和大小，以现有的技术，想要批量生产出一层石墨烯，还是有些困难。市面上的石墨烯，大部分都是由多层的复合结构组成，并不能完全发挥出石墨烯的优点。因此，石墨烯技术虽然已经取得了突破性的进展，但想要实现它，还需要一段时间。当你看到那些销售“石墨烯”的高科技产品的时候，一定要小心，这很有可能是一种非石墨烯技术，也可能是一种混合了石墨烯的复合材料。

当然，石墨烯是一种具有革命性的未来物质，它是值得我们期待的。更何况，华夏已经掌握了主动权，希望能继续保持在这个位置上。