近日消息，《2016十三五新材料技術(shù)發(fā)展報(bào)告》 在國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)官網(wǎng)正式上線！《2016年度新材料發(fā)展報(bào)告》由天津研究院組織編撰，動(dòng)員了國內(nèi)外著名專家和知名學(xué)者200余人，聚焦于新一代電子信息材料、先進(jìn)結(jié)構(gòu)與復(fù)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(diǎn)領(lǐng)域的國際進(jìn)展、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、未來5-10年發(fā)展趨勢，進(jìn)行了綜述和預(yù)測。

    本年度白皮書涵蓋上述五個(gè)領(lǐng)域的20個(gè)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(bào)告》中新型納米碳材及器件部分石墨烯相關(guān)內(nèi)容，供讀者參考。

    新型納米碳材及器件

    一、背景

    進(jìn)入21世紀(jì)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(guān)注。當(dāng)這些材料的尺度縮小到納米范圍時(shí)，其部分物理、化學(xué)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(yīng)引起的一系列獨(dú)特性能。

    新型納米碳材料具有穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、比較面積大和碳來源豐富等特點(diǎn)。是最具發(fā)展?jié)摿Φ那把夭牧希彩侵鲗?dǎo)未來高科技競爭的戰(zhàn)略材料。由其制備的器件，將在能源的高校存儲(chǔ)與應(yīng)用、光電子器件、傳感器等領(lǐng)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(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)限制，目前仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。當(dāng)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(guān)注的重點(diǎn)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(qiáng)、最堅(jiān)硬、最薄的材料，同時(shí)也是已知材料中電阻率最小、導(dǎo)熱系數(shù)最高的物質(zhì)。

    石墨烯根據(jù)其形態(tài)與應(yīng)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(jī)械剝離法等，石墨烯薄膜的制備方法有：化學(xué)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(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而以化學(xué)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(shù)也已取得重大突破。

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

    （二）石墨烯國內(nèi)外進(jìn)展2004年，英國曼徹斯特大學(xué)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(yīng)，正在形成技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)投資的高潮，力爭把我石墨烯技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命的機(jī)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(diǎn)發(fā)展的新興技術(shù)，迄今為止在該領(lǐng)域投入數(shù)億英鎊，重點(diǎn)研究領(lǐng)域涉及電子信息、傳感器、復(fù)合材料。儲(chǔ)能材料以及結(jié)構(gòu)材料。英國石墨烯研究基礎(chǔ)雄厚，學(xué)術(shù)方面以曼徹斯特大學(xué)和劍橋大學(xué)為主，科研機(jī)構(gòu)由國家石墨烯研究中心牽頭，還將與2018I安建成第二個(gè)石墨烯技術(shù)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(guān)系，旨在將石墨烯的基礎(chǔ)研究推向產(chǎn)業(yè)化。

    近年來，德國在石墨烯領(lǐng)域取得了不菲成績，源于政府?dāng)y手歐盟通過政策鼓勵(lì)、資金支持充分調(diào)動(dòng)國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和高校的積極性，全面參與了數(shù)千個(gè)石墨烯研發(fā)項(xiàng)目，形成了政產(chǎn)學(xué)研一體的石墨烯研發(fā)網(wǎng)絡(luò)。學(xué)術(shù)方面，2016年在歐洲社會(huì)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(xué)誕生。產(chǎn)業(yè)層面巴斯夫攜手馬普學(xué)會(huì)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(shí)驗(yàn)室、博世等公司在石墨烯應(yīng)用于光子和光電領(lǐng)域局域較強(qiáng)優(yōu)勢。此外I，德國愛思強(qiáng)公司研發(fā)出的金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備標(biāo)志著大規(guī)模石墨烯制備技術(shù)取得突破性進(jìn)展。

    2013年，歐盟啟動(dòng)了石墨烯旗艦計(jì)劃，總投資高達(dá)10億歐元，并在一年后發(fā)布了石墨烯科技路線圖。運(yùn)行至今，石墨烯旗艦計(jì)劃帶領(lǐng)英、德、法、意大利、荷蘭、丹麥等歐洲國家，攜手推進(jìn)石墨烯的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，并積極促進(jìn)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(yīng)用時(shí)針對性極強(qiáng)。國防部開展了多項(xiàng)石墨烯研究項(xiàng)目，重點(diǎn)是將其應(yīng)用于最具顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域，以期占據(jù)軍事前沿技術(shù)的制高點(diǎn)。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(shù)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(guān)研究，主要研究機(jī)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(yīng)用研究成果，并積極與英國政府及歐洲石墨烯旗艦計(jì)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(guān)研究，經(jīng)產(chǎn)省投資120億日元鼓勵(lì)研發(fā)。在政府的支持下，日本在石墨烯量產(chǎn)技術(shù)、儲(chǔ)能應(yīng)用等方面取得一定成果。但日本的研究主要集中在初級(jí)應(yīng)用，試圖利用石墨烯的優(yōu)異性能功鞏固其在電池領(lǐng)域的傳統(tǒng)優(yōu)勢。

    我國近年來在石墨烯領(lǐng)域開展了大量研究躋身世界石墨烯研究領(lǐng)域第一梯隊(duì)，申請專利總數(shù)世界第一，在石墨烯制備、物性與應(yīng)用基礎(chǔ)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(shí)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(xué)、浙江大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校，中科院等科研機(jī)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(diǎn)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(diǎn)發(fā)展的先進(jìn)功能材料于顛覆性技術(shù)。《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(shù)路線圖。但是整體上，我國在石墨烯研究領(lǐng)域缺乏原始創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新，成果轉(zhuǎn)化率低。

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