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俺搜 2年前
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人类始终走在发明和创新的道路上,新材料的发明极大地影响了产品及其制造过程的未来。永远不会变干的材料,可自愈的塑料,仿生塑料……到底哪些是超具潜力的新材料?小编为大家揭秘未来100大潜力新材料,带你一睹为快!
(二)石墨烯
上榜理由
最薄且最坚硬的纳米材料,将开启超多领域的新“烯”望
石墨烯是目前世界上最薄且最坚硬的纳米材料,它几乎完全透明,只吸收 2.3% 的光,导热系数高达 5300 W/m·K(高于碳纳米管),常温下电子迁移率超过-615000cm /V·s(高于碳纳米管和硅晶体),电阻率只有 10 Ω·cm,为目前世界上电阻率最小的材料,未来将在超多领域引发颠覆性的技术产业革命。
材料简介
石墨烯是一种由碳原子以 sp² 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格结构的二维碳纳米材料,它在 2004 年由英国曼彻斯特大学物理学家 Andre Gein 和 Konstantin Novoselov 通过机械剥离法从石墨中分离得到,他们也因此获得 2010 年的诺贝尔物理学奖。
石墨烯具有优越的物理与化学性质,号称世上最薄最坚硬的纳米材料,其厚度可薄至 0.34nm,比表面积为2630m2/g,导热系数高达 5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石。其在强度、韧性等方面也表现优异,强度约为 180Gpa,是普钢钢材的 100 倍。
应用领域
锂离子电池、超级电容器、导电油墨、触摸屏、软性电子、散热材料、涂料、生物传感器、太阳能电池、燃料电池…
发展历程
行业发展现状
1.石墨烯相关技术从成长阶段向技术成熟阶段过渡
自 2010 年石墨烯的研究成果获得诺贝尔奖之后,全球掀起了石墨烯研究开发的热潮,石墨烯相关专利迎来喷井式爆发,新技术不断涌现,从 2010 年到 2017 年相关专利数量增长了 20 余倍,相关技术正由成长阶段向技术成熟阶段过渡。
2.各国对石墨烯产业的发展高度重视,我国位列前三甲
美国、日本、中国、韩国等都对石墨烯进行了大量的研究,将石墨烯视为未来新兴技术的支柱材料。发展至今,中国拥有全球 1/3 的石墨烯相关专利,在全球石墨烯指数评价中位于第一梯队,与美国、日本一起位列全球石墨烯研发、生产综合实力前三甲。
3.各国的研发侧重点有所不同
美国侧重于 CMOS 与半导体,欧洲侧重于 RF 射频器、电池与油墨,韩国则集中于显示器的应用。国内安炬科技目前的石墨烯产品有浆料、喷漆、薄膜等,蓝石科技、久元电子投资的久宏鑫公司则是重点发展石墨烯CVD 成长技术,而台苯公司的子公司亚洲碳素则计划进行石墨烯的量产,同时生产石墨纸与石墨负极材料, 这两项产品有望使用在智能手机和电动车锂电池市场。
市场规模预测
据 BCC research 研究报告的数据显示,2018 年全球石墨烯市场规模接近 1.95 亿美元,预计到 2023 年全球市场规模将达到 13 亿美元。
主要研究单位/公司
应用案例
超级计算机: 石墨烯晶体管极有可能应用于超能效超高速计算机,超高速是指目前速度的一千倍,超能效是指仅使用目前百分之一的能耗。 新型显示器: 石墨烯薄膜可实现可折叠与伸缩的超薄显示器。 超级汽车: 未来的石墨烯电池汽车或可实现充电 10 分钟,续航 1000 公里。 手机散热: SETTLERα 石墨烯手机、石墨烯触控屏、搭载石墨烯液冷系统的华为 Mate20 X… 导电油墨: “Vor-ink”石墨烯导电油墨… 体育用品: YouTek 石墨烯飞速系列网球拍手柄部位…
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