石墨烯是新材料領(lǐng)域一顆耀眼的新星。由于石墨烯具備眾多優(yōu)異的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和微觀量子性質(zhì),有望在電子、新能源、儲(chǔ)能、高端制造、醫(yī)療等領(lǐng)域展開(kāi)多種應(yīng)用。那么石墨烯產(chǎn)業(yè)未來(lái)前景如何?我們拭目以待!
美國(guó)德勤會(huì)計(jì)事務(wù)所近期發(fā)表了其對(duì)石墨烯市場(chǎng)的見(jiàn)解及預(yù)測(cè)。他們認(rèn)為在2016年石墨烯材料市場(chǎng)的產(chǎn)值仍在千萬(wàn)美元左右并極有可能不超過(guò)3000萬(wàn)美元。同時(shí),開(kāi)發(fā)該市場(chǎng)可能需要十年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。
德勤國(guó)際預(yù)測(cè)石墨烯材料市場(chǎng)2016年的產(chǎn)值將在千萬(wàn)美元量級(jí)。
石墨烯被稱(chēng)為“神奇材料”,具有無(wú)與倫比的拉伸,電學(xué),熱力學(xué)和光學(xué)特性。然而,這些特性可能需要數(shù)十年才能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
簡(jiǎn)介:石墨烯是一種只有單個(gè)原子厚度的二維材料,比人類(lèi)頭發(fā)細(xì)一百萬(wàn)倍。它來(lái)自于是石墨,是碳的一種結(jié)晶形式,也是世界上最豐富的元素之一。
優(yōu)點(diǎn):石墨烯是柔性的,比鉆石更韌,比鋼鐵更強(qiáng)。同樣,它還是透明的,可以阻隔氣體和液體,并且是一個(gè)優(yōu)異的導(dǎo)體,甚至比金子和銅更高。這些特性使得石墨烯在不同的領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景,從一般產(chǎn)品的輕量化,到柔性顯示,到高容量電池,到內(nèi)存芯片,到海水淡化,甚至隱形眼鏡,和紅外可視。
瓶頸:雖然,石墨烯具有巨大的應(yīng)用潛力,但目前還有很多挑戰(zhàn)需要克服,主要包括不同形式的石墨烯產(chǎn)品的低成本批量化制備。此外,還包括提高產(chǎn)品的純度,以保證石墨烯的優(yōu)異化學(xué)性能。盡管許多學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的研發(fā)人員在深入的研究不同的石墨烯制備方法,但大規(guī)模的制備目前仍然是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
預(yù)期:2016年后的未來(lái)十年中,石墨烯將進(jìn)入研發(fā)和原型件階段。盡管市場(chǎng)在2016年會(huì)出現(xiàn)一些“石墨烯”產(chǎn)品,但很多產(chǎn)品還是由傳統(tǒng)材料制造的,其中包含了少量的石墨烯。例如,在碳纖維增強(qiáng)體育器材中,少量的石墨烯可以改善性能。
然而,今年的相關(guān)研發(fā)費(fèi)用在數(shù)億美元,這些投入將在石墨烯發(fā)展到中期階段,形成數(shù)十億美元的市場(chǎng)。
歷程:需要注意的是,許多關(guān)鍵材料都是已經(jīng)幾十年的發(fā)展之后,才逐步實(shí)現(xiàn)主流應(yīng)用的。19世紀(jì)的法國(guó)金屬鋁是作為奢侈品存在的,但當(dāng)飛機(jī)發(fā)明以后,需要特定的強(qiáng)度和重量平衡,鋁就實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。碳纖維具有相似的歷程,1800年代末,碳纖維就作為復(fù)合材料在燈泡上首次實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。今天,這種材料更多的應(yīng)用在運(yùn)輸工具上,這是由于其優(yōu)勢(shì)還沒(méi)有完全的被了解。
在2016年,石墨烯增強(qiáng)的產(chǎn)品僅僅是運(yùn)用到了石墨烯材料的很小一部分潛力。實(shí)際上,這種新材料具有顛覆現(xiàn)有產(chǎn)品、引發(fā)新技術(shù)的可能。因此,未來(lái)的一些新興技術(shù)將從石墨烯材料上獲益,開(kāi)創(chuàng)“石墨烯紀(jì)元”而改變我們的世界,使得只在我們想象中存在的事物變成現(xiàn)實(shí)。