石墨烯具有無限廣闊的應用前景，雖然現(xiàn)在還是潛在階段，普遍應用與產(chǎn)業(yè)化還沒有打開局面，但是從科學預測的角度來看，已經(jīng)成為不可忽視的重點領域。比如，它可替代和解決傳統(tǒng)鋰電池充電速度慢、蓄電能力差、壽命短、污染等弊端，可解決電動汽車發(fā)展的關鍵難題，使新能源電動汽車蓬勃發(fā)展。再比如可以替代硅，制造未來新一代超級計算機；替代ITO透明導電薄膜，應用于觸摸屏、柔性顯示、太陽能電池等電子工業(yè)領域；還可應用于海水淡化、可降解塑料、散熱膜、防腐涂層、生物材料、復合材料、平板電腦、手表日歷、移動電話、光電探測器、石墨烯紙、石墨烯布以及航天軍工、超輕防彈衣、超薄超輕飛機、超薄折疊手機、甚至有想象力的天空電梯等。石墨烯創(chuàng)造的需求，極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產(chǎn)業(yè)革命。從全球發(fā)展趨勢來看，誰都不愿意喪失石墨烯發(fā)展帶來的重大機遇。
石墨烯是未來高技術產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點
近年來，特別是2007年后，無論是石墨烯研究、論文發(fā)表以及研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，在中國和世界都進入了快速增長期。論文和專利年增幅都超過70%，特別是2009年—2012年，國際專利申請量增幅100%以上，迄今為止全球發(fā)表論文已超過3.4萬篇，僅2013年就超過1萬篇。全球專利申請超過4000件。值得一提的是，近幾年我國在石墨烯領域發(fā)表的論文和專利申請，都居世界第一。截止到2012年底，我國共發(fā)表國際論文6308篇，美國排第二位，發(fā)表5709篇。我國論文引頻次數(shù)共90403次，而美國論文被引頻次數(shù)達132991次。我國申請專利1471件，美國申請專利1130件。說明我國在石墨烯領域的科技基礎積累、研發(fā)以及高技術發(fā)展方面已具有一定的實力。
石墨烯是世界高技術發(fā)展的戰(zhàn)略制高點，引起世界各國的高度關注，尤其是在研發(fā)方面競爭激烈。2008年—2010年，歐盟發(fā)布了石墨烯基納米電子器件項目，并于2013年宣布將石墨烯列入“未來新興旗艦技術項目”，將在今后10年研發(fā)資助10億歐元，將石墨烯發(fā)展提升至戰(zhàn)略高度。英國政府也重視石墨烯研究，在曼徹斯特大學建立國家石墨烯研究所，推進石墨烯材料的商業(yè)化進程。2011年，英國政府在《促進增長的創(chuàng)新與發(fā)展戰(zhàn)略》中把石墨烯作為國家今后四個重點發(fā)展方向之一。投入5000萬英鎊支持石墨烯研發(fā)和商業(yè)化應用研究。同年，英國自然科學研究院委員會、英國技術戰(zhàn)略委員會投入約1000萬英鎊，建立一個以新興技術探索和市場開發(fā)為核心的創(chuàng)新中心，致力于石墨烯技術的探索、開發(fā)及應用。2012年底，英國政府又追加2150萬英鎊資助石墨烯的商業(yè)化探索研究。韓國政府投入研發(fā)費用14億美元，把石墨烯材料及產(chǎn)品定為未來革新產(chǎn)業(yè)之一。2007年—2009年，韓國教育科學部門累計資助了90個相關項目，經(jīng)費1870萬美元。2012年—2018年，韓國原知識經(jīng)濟部預計將向石墨烯提供2.5億美元的資助，1.24億美元用于技術研發(fā)，其余用作商業(yè)化研究。2013年，韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部宣布在未來6年內，投入4230萬美元，幫助企業(yè)實現(xiàn)石墨烯的應用產(chǎn)品和相關技術商業(yè)化。2006年—2011年，美國國家自然科學基金（NSF）關于石墨烯的資助項目有200項，包括石墨烯超級電容器應用、石墨烯連續(xù)和大規(guī)模納米制造等項目。2008年，美國國防部高級研究計劃署（DARPA）投資2200萬美元研發(fā)超高速和低耗能的石墨烯晶體管。同時，至少有10多家公司在研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化方面取得了新的拓展。日本學術振興機構（JST）從2007年起開始對石墨烯硅材料、器件的技術進行資助。德國于2009年由科學基金會（DFG）開展石墨烯新興前沿研究項目。
各國政府紛紛重視和關注石墨烯的同時，企業(yè)也敏銳地抓住時機，表現(xiàn)出對石墨烯的極大興趣，投入到石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的競爭中。美國在納米電子器件、高頻電子器件方面研發(fā)力度大，已研發(fā)出表面附有石墨烯納米涂層的柔性光伏電池板，大大降低制造透明可變形太陽能電池的成本，可廣泛用于石墨烯夜視鏡、相機等小型數(shù)碼設備。加州大學伯克利分校研制出石墨調制器，可實現(xiàn)超快數(shù)據(jù)通訊。美國沃貝克材料公司推出導電油墨，性能好，價格低，并得到美國環(huán)保署批準。美國輝銳科技公司研發(fā)并制造出大面積柔性觸控屏。IBM、三星公司重點研發(fā)在高速晶體管上的應用。三星、諾基亞重點研發(fā)石墨烯在柔性顯示方面的應用。美國卡博特公司、韓國浦項公司在石墨烯電容器、電池方面取得重要進展。韓國三星不久前宣稱將石墨烯成功應用于觸摸平板顯示器，制造出多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示屏，可廣泛應用于移動設備。索尼公司成功合成大面積長120米、寬230米石墨烯薄膜。IBM、巴斯夫和索尼等均投入巨額資金，化工醫(yī)藥巨頭拜耳、飛機發(fā)動機巨頭英國羅羅公司也加強了對石墨烯的研發(fā)，力圖迅速占領石墨烯產(chǎn)業(yè)的制高點。
我國石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀及政策建議
我國石墨烯領域研發(fā)起步較晚，但發(fā)展較快，有潛在優(yōu)勢和后發(fā)優(yōu)勢。2013年7月13日，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立。同時，江蘇、浙江、深圳、上海、山東、福建、遼寧、重慶、黑龍江與中科院等機構以多種形式協(xié)同創(chuàng)新，紛紛建立了產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟，促進了創(chuàng)新資源優(yōu)化組合和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化進程。2013年中科院重慶研究院研制出15英寸的單層石墨烯。2013年2月，無錫格菲電子薄膜科技公司研發(fā)出石墨烯電容式融屏手機。常州第六元素公司年產(chǎn)100噸粉體，寧波墨西科技公司年產(chǎn)300噸石墨烯粉體。2013年5月，常州二維碳素科技公司、無錫格菲電子薄膜科技公司、深圳合力光電傳感公司聯(lián)合江南石墨烯研究院在常州投產(chǎn)3萬平方米石墨烯薄膜生產(chǎn)線。常州二維碳素科技公司研究出手機電容式觸摸屏，鹽城納新天地科技有限公司2013年在鹽城建設石墨烯產(chǎn)業(yè)集群，率先研究成功單層石墨烯改性材料，并與南車集團合作用于高鐵。深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司、無錫和青島產(chǎn)業(yè)基地、中科院納米中心、中科院微系統(tǒng)所、清華大學、華東理工大學、北京化工大學等都在石墨烯研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化上做了大量的攻關，力求取得突破性的進展。
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