《電子技術(shù)應(yīng)用》
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破題產(chǎn)業(yè)化 石墨烯初探手機應(yīng)用

2015-01-29

    近日,,一則關(guān)于石墨烯手機預(yù)計2015年上半年將投放市場的消息,,在業(yè)內(nèi)引起關(guān)注。不少人在聽到這一消息的第一反應(yīng)是:炒作,。為此,,筆者致電中科院重慶研究院微納制造與系統(tǒng)集成研究中心主任、重慶墨希公司首席科學(xué)家史浩飛,。他表示,,石墨烯手機目前確實正在投入生產(chǎn),關(guān)于石墨烯手機具體的信息,,屆時將會舉行發(fā)布會予以公布,。

 “現(xiàn)階段,石墨烯要實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用缺乏一個成功的案例,。即使企業(yè)做出來的產(chǎn)品通過了嚴(yán)格的測試,,可市場并沒有這方面的成功應(yīng)用案例,用戶就會認(rèn)為風(fēng)險很大?,F(xiàn)在我們就是想做一個成功的案例,,通過市場來檢驗石墨烯產(chǎn)品的可靠性。”史浩飛表示,。

  石墨烯手機成現(xiàn)實

  雖然對于石墨烯手機的具體信息,,史浩飛不便透露太多。不過,,他表示,,預(yù)計2015年上半年將投放市場的石墨烯手機,其觸摸屏,、鋰電池和散熱膜都將采用石墨烯為原材料,,其中觸摸屏來自重慶墨希公司,鋰電池和散熱膜則添加了寧波墨西公司的石墨烯粉體材料,。

  目前,,這兩家公司都已經(jīng)具備石墨烯大規(guī)模制備技術(shù)。

  據(jù)了解,,2013年,,中科院重慶研究院成功制備出國內(nèi)首片15英寸的單層石墨烯,并以知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)出資的形式,,與上海南江集團共同組建了重慶墨??萍加邢薰荆_發(fā)以石墨烯觸摸屏,、顯示屏為代表的石墨烯薄膜原材料,。自成立以來,重慶墨希公司一直致力于解決石墨烯規(guī)模化制備以及在觸摸屏等智能終端中的應(yīng)用等技術(shù)問題,,并建成第一代大規(guī)模石墨烯薄膜生產(chǎn)線,。目前其產(chǎn)能可達(dá)100萬片/年。

  寧波墨西科技有限公司是北京墨烯控股集團有限公司旗下子公司,,通過引進中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的石墨烯產(chǎn)業(yè)化技術(shù),于2013年年底建成了首期年產(chǎn)300噸石墨烯生產(chǎn)線,。

  石墨烯原材料大規(guī)模制備技術(shù)的成熟,,為下游產(chǎn)品的應(yīng)用提供了可能,而石墨烯原材料成本的降低,,則為石墨烯下游產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)造了更好的條件,。據(jù)悉,重慶墨希公司已經(jīng)使石墨烯薄膜的成本降為原來的1/3,,達(dá)到每平方米約為350元;寧波墨西公司的石墨烯粉體材料價格已經(jīng)降低到1000元/千克,,相當(dāng)于1元/克。

  “石墨烯材料對手機成本的影響不是很大,。”史浩飛表示,,即將上市的石墨烯手機采用的觸摸屏是非可折疊的,不過其透光率很高,,可以達(dá)到97%,,而且沒有偏色,色彩真實,,靈敏度也很強,。而其鋰電池和散熱膜中添加石墨烯粉體材料后,性能也會大有提高,,其中電池容量可以提高10%,。

  石墨烯產(chǎn)業(yè)化仍需時間

  “石墨烯手機有可能成為一個不錯的應(yīng)用案例。”史浩飛表示,,成功的應(yīng)用案例對開拓石墨烯應(yīng)用市場意義重大,。石墨烯大規(guī)模制備技術(shù)目前已經(jīng)成熟,但是要想真正實現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,,仍有一些問題要解決。

  首先,,要確定生產(chǎn)出來的石墨烯材料是否是用戶所需要的,,生產(chǎn)企業(yè)需要針對每一個應(yīng)用領(lǐng)域進行調(diào)整。通過與下游用戶對接,,不斷調(diào)整石墨烯制備工藝,。

  其次,提高應(yīng)用產(chǎn)品的成品率,即良率,。如果良率在50%-60%,,就很難達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的要求,一般良率要達(dá)到90%以上才可以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,。石墨烯在產(chǎn)業(yè)化初期需要很長一段時間的培育,,比如免費或者以提供補助的形式給應(yīng)用企業(yè)提供產(chǎn)品和技術(shù)支持,并不斷調(diào)試石墨烯應(yīng)用技術(shù),,提高成品率,。

  第三,缺乏應(yīng)用案例,。如果業(yè)內(nèi)沒有一個成功的應(yīng)用案例,,用戶會認(rèn)為風(fēng)險很大,即使生產(chǎn)出來的石墨烯產(chǎn)品通過了嚴(yán)格的測試,,但是如果市場沒有成功的案例,,市場開拓過程就會延長。

  “石墨烯手機就是我們要做的成功案例,。通過市場來檢驗石墨烯產(chǎn)品的可靠性,。”史浩飛表示。

對于石墨烯下游應(yīng)用問題,,寧波墨西公司研發(fā)中心主任周旭峰還表示,,有些應(yīng)用企業(yè)對石墨烯的理解不夠深入,簡單化地把石墨烯當(dāng)成了“點石成金”的材料,。事實上,,用戶在應(yīng)用石墨烯的同時,往往還需要改變自己的生產(chǎn)工藝,。

    針對用戶的這一難題,,中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所石墨烯研發(fā)團隊和寧波墨西公司,一方面對行業(yè)中的通用性問題做基礎(chǔ)性的研發(fā);另一方面是成立應(yīng)用技術(shù)服務(wù)中心,,幫助用戶解決應(yīng)用中的難題,。

  “材料制備得好,不代表能應(yīng)用得好,。”業(yè)內(nèi)人士表示,,當(dāng)前,由于石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,,目前石墨烯在定義,、性能檢測表征方法等行業(yè)技術(shù)核心問題上尚未形成共識。而石墨烯行業(yè)要發(fā)展就需要上下游之間的接軌,,因此石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展目前還急需制定一個行業(yè)都能認(rèn)可的檢測標(biāo)準(zhǔn),,以使產(chǎn)業(yè)鏈更好銜接。

  據(jù)悉,江南石墨烯研究院帶頭申請的第一批石墨烯國家標(biāo)準(zhǔn)已獲立項,,標(biāo)準(zhǔn)包括石墨烯的名詞術(shù)語,、石墨烯的工業(yè)化檢測等四項內(nèi)容,目前正在討論和起草階段,,預(yù)計初稿可能會在今年年內(nèi)公布,。

  期待政策支持

  新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開政府的支持。中國生產(chǎn)力促進中心協(xié)會理事長石定寰認(rèn)為,,政府的各項措施對產(chǎn)業(yè)發(fā)展很重要,。“政府在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著重要的導(dǎo)向作用,對于減少社會資本風(fēng)險,,促進合作共贏影響很大。”

  目前,,無錫,、寧波等多地已經(jīng)針對石墨烯行業(yè)的發(fā)展出臺了多項支持政策。為了進一步取得國家方面的大力支持,,業(yè)內(nèi)人士積極奔走,。據(jù)悉,工業(yè)和信息化部等部門正在加緊研究新材料“十三五”規(guī)劃,,石墨烯有望入選其中,。此外,科技部,、國家自然科學(xué)基金委員會等部門也都十分關(guān)注石墨烯相關(guān)課題的研究,。

  那么,石墨烯行業(yè)發(fā)展需要國家給予怎樣的支持呢?史浩飛表示,,希望國家能夠針對某些領(lǐng)域設(shè)立專項,,打通從原材料到終端產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)上的障礙;同時建立一些大的平臺,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)間信息互通;再就是通過政府的政策引導(dǎo)作用,,提高用戶的使用積極性,。

  “大型技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化離不開金融資本的支持。”銀基烯碳新材集團聯(lián)合總裁范定侒表示,,目前,,石墨烯尚處于產(chǎn)業(yè)概念期。這一階段,,石墨烯行業(yè)最需要培育,、規(guī)劃和服務(wù),同時也最需要資金的支持,。在資金投入方面,,史浩飛等業(yè)內(nèi)人士希望能夠建立一種國家與市場相融合的投資環(huán)境。

  石定寰也表示,如何促進金融創(chuàng)新,,推動石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,,國家要形成政策,幫助早期的投資機構(gòu)規(guī)避風(fēng)險,,鼓勵資本進入,,使投融資擁有一個良好的生態(tài)環(huán)境。

  從實驗室到產(chǎn)業(yè)界,,石墨烯一夜之間成了“寵兒”,。從三星的移動手機、蘋果的可穿戴設(shè)備,,到特斯拉電動車的電池,,都出現(xiàn)了石墨烯材料的身影。作為材料領(lǐng)域的新貴,,石墨烯在能源,、生物技術(shù)、電子技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)逐步起步,,而其在航天航空和軍工等領(lǐng)域也具有寬廣的應(yīng)用前景,。業(yè)內(nèi)預(yù)計,未來5-10年,,全球石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模將至少超過1000億美元,。

  現(xiàn)階段,石墨烯要實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用缺乏一個成功的案例,。即使生產(chǎn)出來的石墨烯產(chǎn)品通過了嚴(yán)格的測試,,但是在市場上沒有形成成功的應(yīng)用案例,市場的開拓需要一個長期的過程,。

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