劉忠范院士：我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及最新科研成果

劉忠范院士：我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及最新科研成果

過去的十幾年石墨烯研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)步飛速，然而石墨烯產(chǎn)業(yè)化仍然面臨諸多挑戰(zhàn)和問題。面向石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的制備技術(shù)不是對(duì)實(shí)驗(yàn)室制備過程的簡單放大，規(guī)模化制備對(duì)制備技術(shù)的可重復(fù)性、安全性和成本等都提出了更高的要求。盡管從產(chǎn)能上看石墨烯的粉體和薄膜均實(shí)現(xiàn)了宏量化制備。然而，石墨烯產(chǎn)品的生長工藝、原材料、設(shè)備甚至生產(chǎn)批次的不同，得到的產(chǎn)品質(zhì)量和性能參差不齊，且很難達(dá)到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。



以史為鑒，參考另一類戰(zhàn)略性碳材料——碳纖維的產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程可知，材料的品質(zhì)決定了其應(yīng)用前途。最初研發(fā)的碳纖維只能用于釣魚竿等，而今高端碳纖維材料在航天航空領(lǐng)域占據(jù)不可替代的位置，這正是碳纖維的規(guī)模化制備技術(shù)和材料品質(zhì)的不斷提升，推動(dòng)了碳纖維在高端領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。石墨烯產(chǎn)業(yè)只有努力扎根于材料制備，解決高品質(zhì)材料的規(guī)?；苽鋯栴}，才有美好的應(yīng)用未來。

近十年來，北京大學(xué)劉忠范課題組和彭海琳課題組在石墨烯的化學(xué)氣相沉積（CVD）制備及應(yīng)用取得了一系列重要進(jìn)展。針對(duì)高品質(zhì)石墨烯薄膜的CVD制備，課題組發(fā)展了多種石墨烯CVD生長方法，對(duì)其疇區(qū)尺寸、層數(shù)、潔凈度、摻雜和生長速度進(jìn)行了精確調(diào)控，并率先實(shí)現(xiàn)了4英寸無褶皺石墨烯單晶晶圓、大面積超潔凈石墨烯薄膜的制備、石墨烯薄膜連續(xù)批量制備和綠色無損轉(zhuǎn)移，并研制了超級(jí)石墨烯玻璃和石墨烯基LED器件。



上述一系列創(chuàng)新性研究成果有助于突破高品質(zhì)石墨烯薄膜的制備技術(shù)瓶頸及探索其高端應(yīng)用技術(shù)，將促使石墨烯薄膜材料和產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)理性和良性可持續(xù)發(fā)展。最近，劉忠范課題組和彭海琳課題組應(yīng)邀在國際著名刊物Nature Materials上發(fā)表題為《石墨烯產(chǎn)業(yè)化-制備決定未來》的綜述文章(Synthesis Challenges for Graphene Industry.Li Lin，Hailin Peng*，Zhongfan Liu*，Nature Materials 2019，18，520)，從石墨烯產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀和存在的問題等方面進(jìn)行了深入的探討分析，并提出了“標(biāo)號(hào)”石墨烯的概念和石墨烯未來可能的“殺手锏”級(jí)應(yīng)用。



文章指出，石墨烯市場(chǎng)亟需標(biāo)準(zhǔn)化。石墨烯標(biāo)號(hào)規(guī)則應(yīng)涉及石墨烯的基本結(jié)構(gòu)（晶疇尺寸、層數(shù)、平整度、純度、摻雜度等）和內(nèi)稟性質(zhì)（遷移率、電導(dǎo)率、透光率、功函數(shù)、熱導(dǎo)率等）等。材料制備和應(yīng)用探索的努力方向是材料的一體化。即石墨烯與其他材料復(fù)合，利用石墨烯的附加功能，實(shí)現(xiàn)功能的一體化，這也是通向石墨烯“殺手锏”級(jí)應(yīng)用的途徑之一。



從石墨烯的發(fā)現(xiàn)至今才十多年，這說明石墨烯還有很多可以提升和努力的空間，也告訴我們石墨烯的產(chǎn)業(yè)化不是一朝一夕可以實(shí)現(xiàn)的。制備決定未來，只有在石墨烯制備上不斷精進(jìn)，我們才會(huì)迎來石墨烯產(chǎn)業(yè)的朝陽時(shí)代。



以上綜述文章的通訊作者為劉忠范教授和彭海琳教授，第一作者為林立博士。該系列工作得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部國家重點(diǎn)研究計(jì)劃、北京市科委項(xiàng)目的大力支持。



劉忠范院士一行調(diào)研廈門凱納石墨烯



5月31日，第十三屆全國政協(xié)常委、北京市政協(xié)副主席、中國科學(xué)院院士、北京石墨烯研究院（BGI）院長、北京大學(xué)教授劉忠范院士率中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究課題組一行調(diào)研廈門凱納石墨烯技術(shù)股份有限公司。調(diào)研組由北京石墨烯研究院、中國國際石墨烯資源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、工信部賽迪研究院、《經(jīng)濟(jì)》雜志社、中關(guān)村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組成。福建省發(fā)改委潘繡文處長、九三學(xué)社福建省省委、福建省石墨烯辦、廈門市發(fā)改委、廈門市政協(xié)等相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和同志一同參與了調(diào)研。

劉忠范院士：我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及最新科研成果

劉忠范院士此次調(diào)研旨在了解我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及最新科研成果，為形成我國石墨烯產(chǎn)業(yè)政策積累更多一手?jǐn)?shù)據(jù)和資料。



在廈門凱納調(diào)研時(shí)，公司總經(jīng)理方崇卿從凱納的發(fā)展歷程、凱納核心技術(shù)及產(chǎn)品、凱納未來發(fā)展規(guī)劃等幾個(gè)方面為調(diào)研組一行作了詳細(xì)的介紹，并與公司董事長趙立平先生和首席科學(xué)家陳國華教授一起陪同劉忠范院士一行參觀了公司的石墨烯研發(fā)中心、檢測(cè)中心和5000噸級(jí)石墨烯鋰電池導(dǎo)電漿料生產(chǎn)線以及200噸級(jí)物理機(jī)械剝離法石墨烯粉體生產(chǎn)線。



五月，是廈門凱納產(chǎn)銷兩旺的季節(jié)。劉院士參觀石墨烯粉體生產(chǎn)車間時(shí)，親手將1大袋僅1.5公斤重的待包裝的石墨烯粉體提在手上掂量，并進(jìn)行了仔細(xì)地端詳。在得知?jiǎng)P納這款平均厚度只有1.5nm的石墨烯粉體的月銷量已超過1噸時(shí)，表示非常欣喜和贊賞。在參觀過程中，劉院士一行對(duì)凱納高度自動(dòng)化的石墨烯生產(chǎn)線進(jìn)行了詳細(xì)的詢問和了解。

劉忠范院士：我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及最新科研成果

參觀結(jié)束后，劉忠范院士說，凱納作為中國的第一家石墨烯企業(yè)，早在2006年就開始進(jìn)行石墨烯的產(chǎn)學(xué)研合作，在石墨烯專家獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)之前于2010年5月就著手進(jìn)行石墨烯產(chǎn)業(yè)化，并且一直堅(jiān)持原創(chuàng)式創(chuàng)新十余年，實(shí)在難能可貴。對(duì)凱納在業(yè)界原先并不怎么看好的物理機(jī)械剝離法制備石墨烯方面實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、低成本、大規(guī)模制備的突破表示欣慰。劉院士說，現(xiàn)在市面不泛一些炒作和過度宣傳的現(xiàn)象，今天親眼看到凱納的產(chǎn)線和產(chǎn)品，說明凱納“沒有亂做，做得相當(dāng)好！”。我們就應(yīng)該多一些這樣的企業(yè)，像德國的一些優(yōu)秀企業(yè)一樣，把一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)做精、做細(xì)、做專，把高品質(zhì)的石墨烯變成廈門凱納的“活招牌”。



劉院士說，物理法制備的石墨烯，在導(dǎo)電、導(dǎo)熱性方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，凱納基于自己的石墨烯粉體產(chǎn)品在電和熱方面的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)散熱的碳塑合金和導(dǎo)電劑，這個(gè)產(chǎn)業(yè)思路是對(duì)的。在了解凱納的散熱碳塑合金產(chǎn)品時(shí)，劉院士表現(xiàn)出了濃厚的興趣，詳細(xì)地了解凱納碳塑合金業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展模式，同時(shí)凱納還向劉院士一行播放了凱納石墨烯基散熱碳塑合金散熱器不怕暴力摔、不怕汽車碾的產(chǎn)品宣傳簡短抖音視頻。劉院士高度認(rèn)可碳塑合金這一高性能產(chǎn)品，對(duì)其在路燈、工礦燈、投光燈、隧道燈等散熱套件的應(yīng)用前景寄予厚望。



最后，劉忠范院士對(duì)凱納提出了殷切期望，希望凱納能夠保持石墨烯的初心，堅(jiān)持自己的二大石墨烯特色應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，在未來能夠取得更多突破性成果。

本文出自東莞市捷誠石墨制品有限公司官網(wǎng)：http://www.zgzscp.com 權(quán)威發(fā)布，    東莞市捷誠石墨制品有限公司是一家集銷售、應(yīng)用開發(fā)，產(chǎn)品加工的石墨專業(yè)廠家，專門為模具行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、真空熱處理爐、電子半導(dǎo)體及太陽能光伏產(chǎn)業(yè)等提供石墨材料、石墨電極和相關(guān)的石墨制品，歡迎致電13549365158更多關(guān)于石墨制品方面信息，可回本網(wǎng)站產(chǎn)品頁面詳細(xì)了解點(diǎn)擊：石墨制品  石墨模具  石墨坩堝 石墨轉(zhuǎn)子 石墨軸承 石墨板 石墨棒 石墨匣體 石墨熱場(chǎng) 真空爐石墨制品 電子石墨模具