至多国斥巨资研究石墨烯材料 争先抢占产业高地

多国斥巨资研究石墨烯材料 争先抢占产业高地

超薄超轻型飞机、超薄可折叠手机、太空电梯……被誉为'21世纪奇异材料'的石墨烯以其奇异特性承载着人们的无数想象。世界主要国家均高度重视发展石墨烯相干产业，期待它带来巨大的市场价值2014年底，西班牙石墨烯公司同科尔多瓦大学合作研究出首例石墨烯聚合材料电池，其储电量是目前市场最好产品的3倍，用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000千米，而其充电时间不到8分钟。该公司已与德国4大汽车公司中的两家进行联合测试，计划在2015 年将该电池投入生产。

2014年10月，美国麻省理工学院研究人员发现，揉皱的石墨烯纸可用于制备易曲折、折叠或拉伸到其原始大小800%的超级电容器，且揉皱—平复1000次其性能也不产生明显下降。

两名英国科学家利用'胶带'从石墨表面'撕'出的单层物资，为他们赢得了诺奖桂冠石墨烯的发现者可能未曾预感到它的研发会有如此迅猛的突破。2004 年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈。海姆和康斯坦丁。诺沃肖洛夫通过简单的'机械剥离法'，利用'胶带'从石墨表面'撕'出单层的石墨——石墨烯。 2010年诺贝尔物理学奖授与了这两位物理学家，以表彰他们对石墨烯的研究。

石墨烯是单原子层的2维晶体材料，也是结构最为简单的碳材料。常见的石墨材料可以看做由石墨烯层层堆叠而成，因此石墨烯也被视作'单层石墨'。被誉为 '21世纪奇异材料'的石墨烯是目前已知的世上最薄、最坚固、室温下导电性最好而且具有强大灵活性的纳米材料：它可以薄到只有1个碳原子的厚度，1毫米厚的石墨薄片中能剥离出300万层石墨烯;它很硬，其强度比钢还要高200倍;在室温下，电阻率最低的物资是银，而石墨烯的电阻率比银还小;它透明而不透气……种种特性使石墨烯未来在触摸屏、传感器、蓄电池等诸多领域的利用充满想象。

科学家预计，未来5到10年里，石墨烯研究会有很大发展，首个石墨烯触摸屏将在35年内上市，石墨烯电子纸样品2015年可以研发成功，超薄超轻型飞机、超薄可折叠手机、高强度航空材料，乃至更富想象力的太空电梯等未来装备将在相干领域引发革命性突破，并带动价值数万亿美元的新兴产业链。

目前，石墨烯原材料石墨的市场售价约为3000元/吨，而提炼成石墨烯后，石墨烯的市场售价高达100万元/吨。随着批量化生产和大尺寸困难逐渐突破，石墨烯的产业化步伐正在加快，国内外相干机构的科研投入力度也在上升，市场关注度随之升温。

中国

发展迅速，基础与利用研究并行

中国是目前石墨烯研究和利用开发最为活跃的国家之1。数据显示，在所有国家中，中国申请的石墨烯专利数量最多，已超过2200项，占全球的 1/3.2013年工信部发布的《新材料产业'1025'发展计划》中的前沿新材料中就包括石墨烯。国家自然科学基金委资助了大量有关石墨烯的基础研究项目，国家科技重大专项、国家973计划也部署了1批重大项目。各级政府对石墨烯表现出极大的兴趣，已初步构成了政府、科研机构、研发和利用企业协同创新的官产学研合作对接机制。2011年10月，江苏常州成立了江南石墨烯研究院，为国内首个基于石墨烯材料及利用的产业化基地。

中国目前已走在了石墨烯产业化的前列，出现出了1大批石墨烯相干企业，产业方向集中在石墨烯的制备和储能、触摸屏和涂层等几个利用领域。科学家也已开发了1系列石墨烯基储能材料，如石墨烯基高密度多孔碳材料，为增进石墨烯的实际利用铺平了道路。2013年7月，中国石墨烯产业技术创新战略同盟在北京成立。同盟的成立有助于整合调和产业资源，建立上下游、产学研信息、知识产权等资源同享机制，提升石墨烯产业链的整体创新水平和竞争力。

英国

投入巨资，确保英国能做出花样

英国是石墨烯的'诞生地'，但是相干研发和产业化却落后于中国、韩国、日本和新加坡等亚洲1些国家。

为改变这类局面，近几年，英国政府投入巨资加速石墨烯的研发。2011年，英国政府宣布投入5000万英镑(1英镑约合1.52美元)支持石墨烯研究，包括建立总投资达6100万英镑的国家石墨烯研究院;2012年12月，英国政府增拨2150万英镑用以资助石墨烯材料利用领域的研究;2013年英国政府联合欧洲研究与发展基金会共同出资6100万英镑在曼彻斯特大学成立国家石墨烯研究院，由两位诺贝尔奖得主领衔，该研究院预计于2015年初建成。 2014年，英国政府联合马斯达尔公司宣布继续投资6000万英镑在曼彻斯特大学成立石墨烯工程创新中心，作为国家石墨烯研究院的补充，加速石墨烯的利用研究和开发，保持英国在石墨烯及其他2维材料方面的世界领先地位。英国财政大臣奥斯本称，英国政府将'致力于确保让英国的发现在英国做出花样来'。

不但如此，英国还出现了众多致力于石墨烯生产和利用的公司，比如英国著名的体育用品海德公司已于2013年起推出了添加石墨烯的网球拍，诺瓦克。德约科维奇等众多网球明星都在使用这款球拍。

美国

实力雄厚，科研与产业不相上下

美国作为科技强国，研发实力强，对石墨烯的研究投入开始较早，投入力度也相对较大。美国国防部高级研究计划署2008年7月就发布了总投资2200万美元的碳电子射频利用项目，旨在开发超高速和超低能量利用的石墨烯基射频电路。2006年—2011年间，美国国家自然科学基金关于石墨烯的资助项目有 200项左右，涵盖了石墨烯研究和利用的各个领域。2014年，国家自然科学基金投入1800万美元、美国空军科研办公室投入1000万美元对石墨烯及相干的2维材料展开基础研究。

美国良好的创业环境也促使了众多小型石墨烯企业的诞生，产业化和利用进程相对较快。美国具有众多2、定期检查刀具螺丝研发实力强劲的大型企业，如国际商业机器公司 (IBM)、英特尔、波音等投入大量的科研气力进行石墨烯的研发。2012年，美国IBM公司成功研制出首款由石墨烯圆片制成的集成电路，使石墨烯特殊的电学性能彰显出利用前景，预示着未来可用石墨烯圆片来替换硅晶片。2014年10月，IBM研究人员发现石墨烯材料能大幅下降蓝光LED本钱，而这类技术有机会催生高频晶体管、光探测器、生物传感器和其他'后硅时期'组件，为此，该公司计划未来5年内投入30亿美元研究下1代芯片技术。

欧盟

联合研发，积极抢占战略制高点

欧盟最近几年来对石墨烯的研发也投入较大。截至2011年，欧盟总共投入了约1.5亿欧元推动石墨烯的相干研发。欧盟现有50余家公司在展开石墨烯的研发、产业化和利用的推动。

除政府推动的学术研究，许多工业巨头，如巴斯夫及拜耳公司等，也投入了相当的人力和财力电液伺服万能实验机虽精细但其实不娇贵加强对石墨烯相干利用的研发。

2013年1月，欧盟委员会更是将石墨烯列为据了解'未来新兴技术旗舰项目'之1，计划10年内提供10亿欧元资助，将石墨烯研究提升至战略高度，旨在把石墨烯和其他2维材料从实验室推向社会，增进产业革命和经济增长，创造就业机会。该项目由瑞典查尔姆斯理工大学牵头、欧盟15个成员国的100多个研发团队组成，其中包括4名诺贝尔奖得主。

作为欧盟的重要成员国，德国于2010年启动了石墨烯优先研究计划，包括38个研究项目，我国开始实行聚氨酯防水涂料建材行业标准前3年预算经费为1060万欧元;德国联邦教研部也于当年投入了700万欧元资助相干研究，旨在加深对石墨烯性能的理解和操控，为新型石墨烯基电子产品奠定基础。2012年10月，德国慕尼黑工业大学的科学家成功制成石墨烯光电探测器，石墨烯制成的光电探测器能非常快速地处理和引导光电信号。

韩国

重视专利，政府与企业协力发展

韩国石墨烯相干研究与产业发展迅猛，这不但得益于韩国政府最近几年来不中断的支持，也得益于本国大型公司的巨大投入。韩国原知识经济部预计2012至 2018年间向石墨烯领域提供总额为2.5亿美元的资助，其中1.24亿美元用于石墨烯技术研发，1.26亿美元用于石墨烯商业化利用研究。2013年，韩国产业通商资源部宣布整合韩国国内研究机构与企业气力推动石墨烯商业化发展，包括韩国科学技术院在内的41家研究机构将与6家企业构成石墨烯同盟，合作攻关，政府将在未来6年投入4230万美元，希望打造每一年153亿美元的市场，构成25家全球领先企业。韩国重视保护和申请石墨烯专利，专利量居全球第3，仅次于美国和中国，远高于欧洲其他国家。

产业企业层面，韩国3星投入了巨大研发气力，保证了其在石墨烯利用于柔性显示、触摸屏和芯片等领域的国际领先地位，在2011年研发出40英寸的石墨烯触摸屏面板。2014年，3星先进技术研究院与韩国成均馆大学联合宣布合成了1种能在更大尺度内保持导电性的石墨烯晶体，是1种可以用在柔性显示屏和可穿着装备上的屏幕显示技术。韩国科学家也于去年11月宣布发明最新的石墨烯超级手电机池，可存储与传统电池等量的电量，但充电时间只需16秒。

日本

政府资助，众多企业争相参与

日本作为碳材料产业最发达的国家之1，从2007年起就对石墨烯的开发进行资助。例如：日本科学技术振兴机构2007年就对石墨烯材料和器件的技术开发项目进行资助;经济产业省2011年实行的'低碳社会实现之超轻、高轻度创新融会材料'项目，重点支持了碳纳米管和石墨烯的批量合成技术。

除日本政府的相干投入外，日本众多企业，如日立、索尼、东芝等投入了大量资金和人力从事石墨烯的基础研究和利用开发，并获得了显著进展。日本索尼公司2012年就研发出了可以生成长度达120米的石墨烯的透明薄膜化学气相生长技术。