近日消息，《2016十三五新材料技術發(fā)展報告》 在國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會官網(wǎng)正式上線！《2016年度新材料發(fā)展報告》由天津研究院組織編撰，動員了國內(nèi)外著名專家和知名學者200余人，聚焦于新一代電子信息材料、先進結(jié)構(gòu)與復合材料、新型功能與智能材料、納米材料與器件、材料基因工程等重大重點領域的國際進展、知識產(chǎn)權(quán)、未來5-10年發(fā)展趨勢，進行了綜述和預測。

    本年度白皮書涵蓋上述五個領域的20個子專題，以下為其目錄：

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    我們特此摘錄了《2016年度新材料發(fā)展報告》中新型納米碳材及器件部分石墨烯相關內(nèi)容，供讀者參考。

    新型納米碳材及器件

    一、背景

    進入21世紀以來，納米金剛石、富勒烯、碳納米管、石墨烯等新型納米碳材料的迅速發(fā)展引起了全世界的廣泛關注。當這些材料的尺度縮小到納米范圍時，其部分物理、化學性質(zhì)將發(fā)生顯著變化，并呈現(xiàn)出由高比表面積或量子效應引起的一系列獨特性能。

    新型納米碳材料具有穩(wěn)定性好、強度高、比較面積大和碳來源豐富等特點。是最具發(fā)展?jié)摿Φ那把夭牧希彩侵鲗磥砀呖萍几偁幍膽?zhàn)略材料。由其制備的器件，將在能源的高校存儲與應用、光電子器件、傳感器等領域呈現(xiàn)出誘人前景，甚至有望引發(fā)顛覆性的產(chǎn)業(yè)革命。

    盡管納米金剛石和富勒烯發(fā)現(xiàn)較早，但受制于產(chǎn)業(yè)化制備技術和應用領域開發(fā)限制，目前仍處于實驗室階段。當前，石墨烯和碳納米管是引發(fā)各國政府、科技界、產(chǎn)業(yè)界全面關注的重點新型納米碳材料，具有一定的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。

    石墨烯

    （一）石墨烯材料及器件

    石墨烯不僅是世界上已知最強、最堅硬、最薄的材料，同時也是已知材料中電阻率最小、導熱系數(shù)最高的物質(zhì)。

    石墨烯根據(jù)其形態(tài)與應用可以分為微片（粉體）和薄膜兩類。石墨烯微片的制備方法有：氧化還原法、插層剝離法、液相剝離法、機械剝離法等，石墨烯薄膜的制備方法有：化學氣相沉積法以及外延生長法等。其中，利用插層剝離法或氧化還原法制備石墨烯微片的技術已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而以化學氣相沉積法卷對卷制備高質(zhì)量大面積石墨烯薄膜的技術也已取得重大突破。

    我們分析，未來石墨烯材料及器件在應用層面上的發(fā)展將會經(jīng)歷以下初級、中級、高級三個階段。

    （二）石墨烯國內(nèi)外進展2004年，英國曼徹斯特大學安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫第一次成功地從石墨中分離出了SP2軌道雜化的石墨烯，自此石墨烯的研究掀起了高潮。特別是近年來，英、美、德、日、韓各國以及歐盟均將石墨烯的研發(fā)上升至戰(zhàn)略高度，各科技界和產(chǎn)業(yè)界紛紛發(fā)力與國家高層布局遙相呼應，正在形成技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)投資的高潮，力爭把我石墨烯技術革命和產(chǎn)業(yè)革命的機遇。

    作為石墨烯的誕生國，2011年起英國政府將石墨烯定位重點發(fā)展的新興技術，迄今為止在該領域投入數(shù)億英鎊，重點研究領域涉及電子信息、傳感器、復合材料。儲能材料以及結(jié)構(gòu)材料。英國石墨烯研究基礎雄厚，學術方面以曼徹斯特大學和劍橋大學為主，科研機構(gòu)由國家石墨烯研究中心牽頭，還將與2018I安建成第二個石墨烯技術創(chuàng)新中心。產(chǎn)業(yè)層面英國本土企業(yè)相對薄弱，為此英國國家石墨烯研究中心已于全球約50家企業(yè)建立了合作關系，旨在將石墨烯的基礎研究推向產(chǎn)業(yè)化。

    近年來，德國在石墨烯領域取得了不菲成績，源于政府攜手歐盟通過政策鼓勵、資金支持充分調(diào)動國內(nèi)科研機構(gòu)、企業(yè)和高校的積極性，全面參與了數(shù)千個石墨烯研發(fā)項目，形成了政產(chǎn)學研一體的石墨烯研發(fā)網(wǎng)絡。學術方面，2016年在歐洲社會基金（ESF）的支持下，歐洲又一新的石墨烯研究中心在德累斯頓工業(yè)大學誕生。產(chǎn)業(yè)層面巴斯夫攜手馬普學會成立了包括石墨烯在內(nèi)的碳材料創(chuàng)新中心，另外AMO公司、諾基亞貝爾實驗室、博世等公司在石墨烯應用于光子和光電領域局域較強優(yōu)勢。此外I，德國愛思強公司研發(fā)出的金屬有機化學氣相沉積設備標志著大規(guī)模石墨烯制備技術取得突破性進展。

    2013年，歐盟啟動了石墨烯旗艦計劃，總投資高達10億歐元，并在一年后發(fā)布了石墨烯科技路線圖。運行至今，石墨烯旗艦計劃帶領英、德、法、意大利、荷蘭、丹麥等歐洲國家，攜手推進石墨烯的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程，并積極促進了全球其它地區(qū)的合作交流。

    美國政府在布局石墨烯的研發(fā)應用時針對性極強。國防部開展了多項石墨烯研究項目，重點是將其應用于最具顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的領域，以期占據(jù)軍事前沿技術的制高點。產(chǎn)業(yè)層面上美國呈現(xiàn)多元化布局，既包括IBM、因特兒、波英等行業(yè)巨頭，也包括一批中小型石墨烯新興企業(yè)。

    韓國石墨烯制備技術和器件研究發(fā)展迅猛，政府提供了近3億美元的資金支持相關研究，主要研究機構(gòu)包括部分高校以及三星電子和LG公司，他們在光電器件、晶體管、薄膜以及OLED等方面已擁有豐富的應用研究成果，并積極與英國政府及歐洲石墨烯旗艦計劃展開合作。

    日本政府近年來大力支持包括石墨烯在內(nèi)的納米碳材料相關研究，經(jīng)產(chǎn)省投資120億日元鼓勵研發(fā)。在政府的支持下，日本在石墨烯量產(chǎn)技術、儲能應用等方面取得一定成果。但日本的研究主要集中在初級應用，試圖利用石墨烯的優(yōu)異性能功鞏固其在電池領域的傳統(tǒng)優(yōu)勢。

    我國近年來在石墨烯領域開展了大量研究躋身世界石墨烯研究領域第一梯隊，申請專利總數(shù)世界第一，在石墨烯制備、物性與應用基礎探索方面獲得了一批具有重要國際影響力的創(chuàng)新研究成果，同時石墨烯產(chǎn)業(yè)也呈蓬勃發(fā)展之勢。研究力量主要是清華大學、浙江大學和哈爾濱工業(yè)大學等高校，中科院等科研機構(gòu)以及新興的中小企業(yè)。我國政府對石墨烯研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展也給予了大力支持。《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中將石墨烯作為重點發(fā)展的前沿新材料。《十三五國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中明確將石墨烯列為重點發(fā)展的先進功能材料于顛覆性技術。《中國制造2025》明確要求做好石墨烯等戰(zhàn)略前沿材料的提前布局，并編制了石墨烯產(chǎn)業(yè)技術路線圖。但是整體上，我國在石墨烯研究領域缺乏原始創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新，成果轉(zhuǎn)化率低。

    詳細內(nèi)容請點擊閱讀：十三五產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告http://www.ecorr.org/skin/135.pdf

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責任編輯：王元

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