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诺奖得主中国建“碳谷”:石墨烯抢占科技制高点

导读: 近日,厦门大学、英国BGT Materials Limited和福建辉锐材料科技有限公司正式签署协议,三方将合作共建“石墨烯工业技术研究院”。

  OFweek电源网:近日,厦门大学、英国BGT Materials Limited和福建辉锐材料科技有限公司正式签署协议,三方将合作共建“石墨烯工业技术研究院”。旨在抢占科技制高点,以美国“硅谷”为目标,打造具有国际影响力的“碳谷”。

  该研究院由厦门大学、英国蓝石科技公司(BGT Materials Limited)、福建辉锐材料科技有限公司合作共建,并引进代表石墨烯领域世界最高技术水平的诺奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授及一批国际一流的科研人才, 建立“国际顶级专家-优势高校-引领型企业-发达城市”多方协同的建设模式,推动形成以石墨烯为核心、涵盖触摸屏、储能、机电和生物等领域的产业集群。

  英国曼彻斯特大学教授安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫于2004年首次从实验室中分离出石墨烯,并因此于2010年获得诺贝尔物理学奖。业内普遍认为,石墨烯作为未来发展具有重大和决定意义的新材料,5~10年内所带来全球集群产业的产值保守估计超过1000亿美元。

  据介绍,石墨烯是由单层碳原子组成的二维材料,是迄今为止世界上已知材料中最薄、强度最大的材料。目前,研究院已将“20寸石墨烯柔性触摸屏”的开发列入项目规划。

  什么是石墨烯?

  报道称,石墨烯是目前已知的硬度最高、最薄的材料。它由碳原子以特殊结构排列而成,比其他任何材料都具备更好的导热、导电特性。更令人称奇的是,它不仅是世界上最硬的材料,而且柔韧性也最强。

  厚度只有一层碳原子的石墨烯被称为“奇迹材料”。

  石墨烯可以变革电子行业,催生灵活多变的设备、超动力的量子计算机、电子服装及可与身体细胞交流的计算机。

  虽然石墨烯早在10年前就被发现,然而它在2010年才真正获得关注。两名曼彻斯特大学的物理学家因石墨烯实验而获得诺贝尔奖。最近,研究人员集中精力研究如何商业化生产石墨烯。

  2012年,美国化学学会称石墨烯的强度是钢铁的200倍,它如此轻薄,以至于1盎司的石墨烯可以覆盖28个足球场。中国科学家曾合成石墨烯气凝胶,密度只有空气的1/6;一立方英寸(约16.39立方厘米)的石墨烯气凝胶放在一片草叶上,草叶不会变形。

  “石墨烯是世界上为数不多同时具备透明、导电和柔性三大属性的材料。”曼彻斯特大学讲师亚拉文博士(Aravind Vijayaraghavan说道,“这三种属性很少能在同一个材料上出现。”

  石墨烯在触摸屏领域全球研发概况

  目前,在这个领域研究的国家有英美韩中日等,已经产业化的公司有四家,分别是韩国三星、日本索尼、辉锐和二维碳素。美英CambriosTechnologies、3M;日本东丽、东芝、索尼、产综研及信越聚合物;韩国的三星等厂商在石墨烯方面研发迅速。

  1、欧美地区

  欧洲是石墨烯的诞生地,十分注重在这一领域提前布局。

  2013年1月,欧盟委员会将石墨烯列为“未来新兴技术旗舰项目”之一,该项目的研究范围十分广泛,其中石墨烯的制备是核心。欧盟委员计划十年提供10亿欧元资助,将石墨烯研究提升至战略高度。

  英国去年底宣布将追加投资2150万英镑资助石墨烯研究项目,推进石墨烯的商业化进程,并建立一个国家级研究机构——国家石墨烯研究所(NGI),这也使该机构有望成为世界领先的石墨烯开发和开采中心。

  美国辉锐科技是一家石墨烯技术发展公司,率先进军大面积石墨烯柔性触控屏市场,并获专业的科技行业投资基金IDG资本入股成为其股东之一。辉锐科技计划于未来3年投资共1.5亿美元发展石墨烯移动设备市场,能制造大面积的柔性触控屏,应用于手机﹑平板计算机及便携式电子显示屏等市场。

  除辉锐科技外,美国的3M、CVD等企业在石墨烯电子产品方面发展迅速。

  2、韩国

  近年来,韩国政府积极支持本国科研机构和公司开展石墨烯技术研发及商业化应用研究。在政府的高度重视与支持下,韩国在石墨烯技术走向市场方面取得了诸多突出的成果。2010年,韩国三星公司和成均馆大学的研究人员在一个63厘米宽的柔性透明玻璃纤维聚酯板上,成功制备出电视机大小的纯石墨烯,并用该石墨烯制造了柔性触摸屏。2011年,韩国研究人员,开发出基于石墨烯的柔性有机电致发光器件。

  此外,韩国的石墨烯专利量居全球第三,达到1160项,远高于欧洲其他国家,仅次于美国和中国。

  3、日本

  在与欧美和韩国相比起步稍晚的石墨烯量产技术领域,日本的企业和研究机构在去年几乎同时发布了领先世界的成果。

  索尼制作出了长约120m*宽230mm的石墨烯薄膜,这是目前全球最长的石墨烯薄膜。这种石墨烯应用到透明导电膜是目标用途之一。索尼通过对化学气相沉积(CVD)法加以自主改良取得了此次的成果,CVD法作为合成大面积石墨烯的方法而广为人知。

  日本产业技术综合研究所发布了以卷对卷方式合成薄膜宽度为594mm的石墨烯的制造装置。产业技术综合研究所采用以微波等离子为基础,利用300~400℃的低温CVD法合成石墨烯的方式。此外,东芝实现石墨烯与银纳米线复合透明电极的大面积化;松下已经成功将石墨散热膜的厚度减少到只有10微米(人类红细胞直径仅为5微米),1微米相当于1米的一百万分之一,薄度相当惊人。

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