石墨烯技術發展到什麼階段了?距離商用有多遠?

自從2010年安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫憑藉在石墨烯材料方面的卓越研究獲諾貝爾獎以來,國內外也掀起了一股石墨烯研究熱,值得一提的是,

中國浙江大學高分子系高超教授的課題組證明納米級的氧化石墨烯片可以紡製成長達數米的宏觀石墨烯纖維。所製備的纖維不但強度高,而且韌性好,可以打成結或者編織成導電的墊子。這種纖維可能是實現石墨烯在現實器件(例如柔性電池和太陽能電池)應用的關鍵材料。[1]

這一研究受到了學界廣泛關注。

7月15日,據消息人士透露,旗下有兩家上市公司偉星股份、偉星新材的偉星集團試水石墨烯領域,擬投資浙江大學高超研發團隊。[2]

請問,目前國內石墨烯的研究進展如何?距離商用還有多長的路要走?

[1]科學網—科學家用石墨烯紡成納米級纖維

[2]石墨烯發明者獲2010年諾貝爾物理學獎


http://www.jiasu.do/p/bend-it-charge-it-dunk-it-graphene-the-material-of-tomorrow/

前幾天,三星剛剛宣布發現量產的方法。

商用的推廣速度主要靠巨頭的認同度吧,所以個人覺得快了。


石墨烯渣路過答一下

注意石墨烯拿的是物理學獎,起因是超高的載流子遷移率以及由此引發的一系列牛逼性質及潛在應用。以這個點發展下去的話,其終極應用應該是光電器件之類的下n代集成電路材料。然而由於其本身的一些問題以及更主要的,半導體公司升級設備時優先優化工藝,最後選擇才是換材料。硅能統治半導體界半個世紀,一方面是因為其性能成本確實都有優勢,另一方面把硅加工線換成其他材料的代價實在太貴了,貴到可能Intel都負擔不起,於是整個產業一直在走縮小尺寸壓榨性能的摩爾路線,連早年的GaAs,GaP都遲遲無法上位,更別說連晶元都沒法做的石墨烯了。基於以上原因,國際上的大廠在石墨烯方面只是跟進,以防萬一有一天技術突破了自己被甩開太遠,但即便是電子學方面前沿性的工作,很少跟這些大廠有關聯。

但石墨烯相對於那些優異的III-V半導體的幸運之處在於它本身是碳,更進一步的講他的母體是石墨,這意味著更廣闊的從業人員可以加入到這個研究領域來,提出更多更具特色的應用價值。如導電添加劑,如透明電極。這些在物理學家看來毫無節操的應用與生俱來的優勢是門檻奇低(逼格低受眾就廣,哪個行業都一樣)。於是石墨烯領域現在的情況就是幾票陽春白雪與無數下里巴人各玩各的,導致的一個事實就是石墨烯概念越吵越熱。甚至可以說先期的商業化如導電添加劑和透明電極在數年內就會有產品出來,也即所謂的商業化,但這些應用事實上石墨烯相較於其他准商業化前沿材料並沒有絕對優勢,市場是否買賬更不好說。而它的殺手級應用-碳基電子器件,什麼時候能突破以及會不會突破,就不得而知了。


石墨烯用作透明觸摸屏電極是最熱門的方向之一,商業化進展很快,已經有不少大公司在進行研發了,說不定10年內就能有產品賣。不過現在大面積高質量的石墨烯膜還很貴,手機屏大小的差不多得1000塊以上。其它化學法合成的可以做到幾公斤級別吧,用於導電添加物或機械增強,但成本還是很高,能否與傳統材料相競爭還存疑。


4月的時候三星用H-Ge搞出了大面積單取向單層石墨烯,有興趣搜下Science express。當時看到這篇文章頓覺心灰意冷,太有創意了~


還在中試階段.產業化的問題是很關鍵的.要考慮成本和收益.

而且,一個東西做出來了,和能否高效率大批量生產還是兩個概念.

如果你投入了幾百億的場地,設備,人力,電力,物力.可產品的良率還不足50%.那你折騰半天折騰什麼呢?

有很多東西都已經被發現了,但是工業化的問題一直是很棘手的瓶頸.

石墨烯雖然可以取代傳統的導電材料,但行業對傳統材料已經習慣了,誰敢去嘗試這個螃蟹,就不一定了.

就目前的發展狀況來看,石墨烯的剛性,硬度,導電性都已經證明比傳統材料要好.

但是一次製備石墨烯的尺寸,一次製備碳管的長度,都還沒有達到商用地位..

目前還是在給那些科技公司不算刷專利和耗錢的階段,一般人玩兒不起..


據我所知目前生產石墨烯的廠家都不是生產單層石墨的。基本上還處於概念炒作階段。對先進科學技術不要期待過高,不能相信某實驗室,尤其是國內實驗室做出國際領先的成果,然後可以馬上商用。頂端的高科技產品都是富有盛譽的科技公司通過多年的試驗而推出的。 國內的科技報道一般以短期推升關聯公司股價為目的,無他。


從材料製備的角度說一點,實驗室有一個師兄做過利用石墨烯做催化方面的東西,我自己在生物醫療方面看過一些文獻報道,我說下自己的理解。(知乎第一答啊哈哈)

在能源方面應用的最大障礙還是在於大量製備的難度吧,而在生物領域的障礙就太多了,幾乎每一步都是障礙。。。石墨烯的應用在學術方面的進展應該說還是很快的,lz參考中的高超教授算是國內這個領域的一個帶頭人了,進展還是很快的。但是距離商用我認為還比較遠。

目前一般研究用的石墨烯都是採用hummer法的改良方法來製備。利用濃硫酸製備氧化石墨再還原成石墨烯。但由於反應無法進行徹底所以得到的其實是「還原氧化石墨烯(rGO)」,表面是附帶很多羥基和羧基的。看了下lz給的鏈接,雖然沒有找原文看實驗步驟不過也是用化學還原法,原理上應該是類似的。這樣製備的rGO雖然產量上可以接受(至少日常實驗室用還是夠的),但rGO的電化學等性質距離真正的純石墨烯還是有不小的差距的,如果連在實驗室都不容易取得性質的突破商品化的前景肯定是不樂觀的。

而非化學還原法製備石墨烯的方法有,比如傳說中的「膠帶法」,但時間等等各方面成本太高,就造成了這個結果。

生物醫療方面就不展開了,無機納米材料的生物安全性目前都是未知數,Fe3O4也僅僅作為造影劑被FDA批准,這個不通過其他都免談了。

但相關的方法也還在不斷開發中。今年金屬所的成會明研究員來所里做報告說到他們的三維石墨烯材料已經在走產業化了,能不能成功雖然說不準不過有人在走總是好現象。


近期中國石墨烯可再生技術獲得重大突破,中國科學院上海微系統所信息功能材料國家重點實驗室研究人員實現了石墨烯單晶在六角氮化硼表面的高取向快速增長,這一技術可以避免石墨烯在生產中因為物理轉移而導致介面污染或破損缺陷,從而可以使石墨烯更好地在集成電路深層應用中有更好發揮。

石墨烯是一種特殊的納米級材料,最早由科學家在實驗室里製得,由於其具有出色的電學性能,良好的熱導率與卓越的力學性能,因為石墨烯被視作21世紀的「神奇材料」,並將在電子信息、航空航天、汽車與能源領域帶來巨大革新。除了石墨烯再生技術獲得重大突破外,近期我國石墨烯產業還有以下利好消息。

近日,國內研究人員對外表示,有關石墨烯的超級鋰電池研發順利,有望在2015年實現量產。以石墨烯為原料的鋰電池能量密度高達600wh/kg,是傳統動力鋰電池的5倍,石墨烯電池研發成功後,國內新能源汽車續航將大大提升,新能源汽車的推廣難題也有望得到解決

2015年3月,我國研製的全球首批石墨烯量產手機影馳「SETTLER α(開拓者α)」在重慶問世。該批量產石墨烯手機搭載了全新的石墨烯觸摸屏、鋰電池與散熱膜,與傳統智能手機相比,具備更高的觸摸靈敏度、更高電池續航與更好的散熱性能。石墨烯手機量產,體現了我國石墨烯產業從原材料到組裝再到智能手機的有機結合,是我國石墨烯產業化的一大進步。

2015年3月8日,工信部對外表示隨著石墨烯技術與應用的不斷突破,我國將出台石墨烯專項行動計劃,對石墨烯產業重點扶持,石墨烯產業化進程將加快。隨著石墨烯材料受到國家認可,前瞻產業研究院提供的《「十二五」期間中國石墨烯行業深度市場調研與投資戰略規劃分析報告》預測,2015年石墨烯產業市場規模有望達到100億元,未來5年到10年全球石墨烯產業化規模將超過1000億元。受此利好影響,中國寶安、華麗家族與中超電纜等具備石墨烯概念的上市公司將從中受益。


ti和intel都在大力研究這方面,它的優點也是毫無疑問的,它對半導體行業將是革命性的,它的實際進度遠比媒體看到的要遠,諾貝爾獎也是給那些技術經過了時間考驗的人們的。。。如果你那天看到這些半導體巨頭把手下的晶圓廠賣了或者吧硅生產工藝賣了,那就說明石墨烯已經成熟了。。。。


現狀:製備石墨烯技術處於蒸汽時代,運用還停留在石器時代,而我們卻已經生活在信息時代了。

前景:個人認為前景很廣,路也很長。

阻礙:石墨烯價格太貴貴貴了,運用都停留在實驗室數據里,推廣困難,簡單講,知道好,但實驗做不起,更用不起。


2015-03-31

其實台灣在 2013年 9 月已經達到每台設備日產 20 公斤粉末的能力,2014年 5月又提升到每小時產量 30 公斤 (3 nm)。

但只有量產並非是優勢, 因為石墨烯必須與高分子結合,非一般人認為只要加進去就有效。我們已經發展出 40多種應用技術, 確定石墨烯在導電、導熱、複材、潤滑、抗菌、濾膜、纖維等方面效果卓著。目前正進行催化、感測、光熱、複合金屬、載體等方面的技術開發。

如果不要把石墨烯當作超級材料」,而當作工業味精的話由於石墨烯在各種物性的卓越性,我發現甚麼產品都可以介入,這才是這個行業獨特的魅力所在。


最新一期Nture Nano上有專門的評述,感興趣的可以去看。

總之一句話目前已經商業化,未來不可限量。

附文章鏈接:http://www.nature.com/nnano/journal/v9/n10/fig_tab/nnano.2014.229_T1.html


報告看點梳理:

①石墨烯行業概況及四大主流製備方法優劣對比

②劃分石墨烯製備生產和具體應用兩大產業鏈分析,細分電子器件、能源領域及其他領域

③國家地區政府、科研機構以及跨國企業均積極投身石墨烯行業,「新材料之王」飽受追捧!

④知名投資機構布局及地域分布

⑤79家石墨烯行業關聯企業介紹及融資信息

原文及完整版報告鏈接:石墨烯行業研究報告(附79家關聯企業介紹)

「黑金」 「新材料之王」石墨烯異軍突起!

2015年11月30日,工信部、發改委、科技部聯合印發《關於加快石墨烯產業創新發展的若干意見》。意見指出,要把石墨烯產業打造成先導產業,到2018年,實現石墨烯材料穩定生產;到2020年,實現石墨烯材料標準化,形成若干家具有核心競爭力的石墨烯企業。

目前石墨烯已經被研發人員廣泛應用於電子科技、網路通訊、潔凈能源、生物醫學、航天軍工、複合材料以及智能家居等諸多領域。

我國對石墨烯領域的研究與開發較早地就給予了關注。2012年以來我國累計出台10餘項石墨烯相關政策。

十三五規劃等一系列文件也都將石墨烯納入大力發展的新材料領域。機構預測,2017年我國石墨烯市場總體規模有望突破100億元。石墨烯行業發展提速,相關公司有望受益。

獲取完整版報告內容請戳鏈接:石墨烯行業研究報告(附79家關聯企業介紹)


現在市場上幾個差別很大,有幾千一克的。也有幾千一公斤的。都叫石墨烯,可想而知,到底哪個好。現在這個行業還沒有行業標準,到底什麼樣的材料石墨烯,大部分機構生產出來附帶大量缺陷的石墨烯,也當做石墨烯賣!失去了真正是石墨烯材料之王的意義!


看看CNT的現狀,你就能知道石墨烯的未來還有很遠,從實驗室到工業化還有很長的路要走,大規模製備石墨烯的技術還不成熟


感覺上目前是很熱門,和之前的碳纖維一樣,我們國家在研發和工業化上並不落後。但是情況和碳纖維差不多,科學研究可以,產業化並不完善,目前由概念炒作階段向產業化轉變。

目前據了解在經濟發達地區很熱門,有不少海外團隊回來創業。我們國家重點關注深圳如清華大學研究院、廣東、浙江寧波,蘇錫常,貴州新碳高科。不要去關注那些推股價的關聯公司。我認為突破不一定會是「富有盛譽的科技公司通過多年的試驗而推出的」 ,有雄心做高科技產品的小公司小團隊從來不缺乏,只是很多都在這浪潮中淘汰了。


今天剛看到新聞,說是有人可以用簡單的步驟製作出石墨烯,可能量產也快了吧


這輩子可能看不到了哇


說的再多也沒用,現階段限制其量產的根本原因在於工藝複雜產量不高,不是一般不高所以造價坎比黃金


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