2004年,曼徹斯特大學(xué)的兩名科學(xué)家:AndreGeim與Kostya Novoselov分離出了石墨烯,掀起了研究石墨烯的熱潮。
2013年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授、石墨烯先驅(qū)KostyaNovoselov爵士出席了歐盟“石墨烯旗艦計(jì)劃”發(fā)起儀式。
2015年由歐盟委員會(huì)石墨旗艦項(xiàng)目(GrapheneFlagship)委托曼徹斯特大學(xué)主辦的“2015石墨烯周”更是讓曼大與石墨烯旗艦計(jì)劃結(jié)下了不解之緣。
曼切斯特大學(xué)
“石墨烯旗艦計(jì)劃”是歐洲最大的石墨烯研發(fā)計(jì)劃之一,該項(xiàng)目于2013年1月被歐盟選定為首批技術(shù)旗艦項(xiàng)目之一。項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)間10年,總投資10億歐元,旨在把石墨烯和相關(guān)層狀材料從實(shí)驗(yàn)室?guī)肷鐣?huì),為歐洲諸多產(chǎn)業(yè)帶來一場(chǎng)革命,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng),創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。
石墨烯旗艦計(jì)劃科技路線圖(2014年2月)
2014年2月初,歐盟未來新興技術(shù)(FET)石墨烯旗艦計(jì)劃發(fā)布了首份招標(biāo)公告和科技路線圖,介紹了擬資助的研究課題和支持課題,以及根據(jù)領(lǐng)域劃分的工作任務(wù),每項(xiàng)課題都涉及多項(xiàng)工作任務(wù)。
根據(jù)路線圖,石墨烯旗艦研究項(xiàng)目共分為兩個(gè)階段:
(1)在歐盟第七框架計(jì)劃內(nèi)長(zhǎng)達(dá)30個(gè)月(2013年10月1日至2016年3月31日)的初始熱身階段,歐盟總資助額為5400萬歐元;
(2)在地平線2020計(jì)劃內(nèi)的穩(wěn)定階段。該階段將從2016年4月份開始,預(yù)計(jì)歐盟每年資助額為5000萬歐元。
“石墨烯旗艦計(jì)劃”科學(xué)與技術(shù)路線圖
該科技路線圖的核心內(nèi)容是提出了13個(gè)重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域:
1.標(biāo)準(zhǔn)化
為了擴(kuò)大石墨烯及相關(guān)材料(GRM)的產(chǎn)品市場(chǎng),對(duì)GRM材料的技術(shù)評(píng)估和分類進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化是必要的。GRM通常具備多種功能描述方式,需要強(qiáng)制定義的標(biāo)準(zhǔn)程序來衡量他們的屬性,以確保材料在不同的應(yīng)用市場(chǎng)中質(zhì)量的一致性和可重復(fù)性。
2.化學(xué)傳感器、生物傳感器與生物界面
石墨烯及相關(guān)材料對(duì)分子間相互作用非常敏感,是制造化學(xué)傳感器的理想材料,理論上可以實(shí)現(xiàn)單分子檢測(cè),更進(jìn)一步還能開發(fā)用于生物系統(tǒng)的界面?zhèn)鞲衅?。新興傳感技術(shù)與生物學(xué)的融合能實(shí)現(xiàn)亞細(xì)胞分辨率的細(xì)胞表面動(dòng)力學(xué)研究,并制造出新型器件。該課題旨在研究與開發(fā)基于GRM的醫(yī)用新技術(shù)。
3.薄膜技術(shù):從納米流體到納米諧振器
薄膜是很多應(yīng)用和工業(yè)工藝的核心,如海水淡化和水過濾、化學(xué)分析、能源獲取、高頻電子產(chǎn)品。石墨烯具有高力學(xué)強(qiáng)度,有作為最終薄膜的獨(dú)特潛力。石墨烯膜對(duì)小型電子信號(hào)非常敏感,非常適合應(yīng)用在納米電機(jī)械系統(tǒng)(NEMS),也被用作支持投射電鏡成像和生物傳感器等。
4.面向能源應(yīng)用的催化劑
綠色能源的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是確保實(shí)現(xiàn)能源的持續(xù)可用性或者是能源系統(tǒng)的壽命與目標(biāo)應(yīng)用一致,如電動(dòng)車,智能手機(jī)等。這兩個(gè)問題通常需要不同的儲(chǔ)能/生產(chǎn)解決方案與電化學(xué)設(shè)備的關(guān)鍵部件結(jié)合。這些關(guān)鍵部件包括電池、燃料電池和超級(jí)電容器。其中的一些電化學(xué)的組件或質(zhì)子交換膜燃料電池需要大量的稀缺和昂貴的鉑(Pt)催化劑,強(qiáng)烈影響其進(jìn)入市場(chǎng)。摻雜少量石墨烯可以促進(jìn)催化作用,從而延長(zhǎng)電源設(shè)備壽命。
5.面向復(fù)合材料和能源應(yīng)用的功能材料
納米材料可以為增加當(dāng)前設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換效率提供一個(gè)可行的策略。石墨烯由于其電子(即高載流子遷移率)和力學(xué)性能可以提供更好的網(wǎng)絡(luò),承受充放電過程中很大的體積變化,維持有效的電子收集和運(yùn)輸。
6.面向高性能、輕質(zhì)技術(shù)應(yīng)用的功能涂層和界面
石墨烯及相關(guān)材料由于其原子厚度,是修改/完善的涂料性能的一個(gè)理想方案。石墨烯優(yōu)良的力學(xué)、熱、電性能有利于提升高性能涂料的穩(wěn)定性,防止嚴(yán)酷的環(huán)境下的電磁損害。
7.GRM與半導(dǎo)體器件的集成
GRM與傳統(tǒng)的基于硅、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化銦(InP)的半導(dǎo)體器件的集成,可以提升混合系統(tǒng)的性能。該課題旨在針對(duì)GRM膜的轉(zhuǎn)移與鍵合開發(fā)一種產(chǎn)業(yè)級(jí)的可擴(kuò)展方法,從而實(shí)現(xiàn)GRM在半導(dǎo)體平臺(tái)上的后端集成。相關(guān)提案須關(guān)注GRM的轉(zhuǎn)移與鍵合,以及GRM與半導(dǎo)體器件間界面的設(shè)計(jì)。結(jié)合了GRM和半導(dǎo)體材料兩者功能的混合系統(tǒng)應(yīng)作為工作集成器件發(fā)揮其潛能。
8.新的層狀材料和異質(zhì)結(jié)構(gòu)
面向功能電子和光電、能帶結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用,需要改性的石墨烯,或石墨烯與其他半導(dǎo)體設(shè)備的結(jié)合。
9.面向射頻應(yīng)用的無源組件
該課題旨在開發(fā)與測(cè)試天線、電子互連、熱擴(kuò)散層、過濾器和微機(jī)電系統(tǒng)等無源組件在高頻電子領(lǐng)域的不同應(yīng)用。該課題還關(guān)注包括可用開關(guān)控制的屏障、自混合天線與光學(xué)透明器件在內(nèi)的新型微波天線與器件。
10.硅光子學(xué)的集成
該課題旨在面向下一代計(jì)算與通信系統(tǒng),開發(fā)集成GRM與硅波導(dǎo)和無源光路的方法,特別是可使現(xiàn)有的類CMOS硅制造基礎(chǔ)設(shè)施在未來實(shí)現(xiàn)晶片規(guī)模集成的可擴(kuò)展方案。
11.石墨烯、相關(guān)二維晶體和雜化系統(tǒng)的原型研究
12.更新石墨烯、相關(guān)二維晶體和雜化系統(tǒng)的科技路線圖
13.開放性課題
石墨烯旗艦計(jì)劃新一輪資助(項(xiàng)目征集2014年10月開啟,2015年1月截止)
2014年10月,“旗艦歐洲研究區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(FLAG-ERA)”宣布?xì)W洲“未來及新興技術(shù)(Future and EmergingTechnologies,F(xiàn)ET)”兩大旗艦項(xiàng)目——“石墨烯和人腦”計(jì)劃啟動(dòng)“聯(lián)合跨國(guó)征集”(Joint Transnational Call,JTC),總注資1850萬歐元。同時(shí),F(xiàn)LAG-ERA宣布啟動(dòng)各國(guó)及各地區(qū)資助的研究整合進(jìn)入旗艦工作計(jì)劃的聯(lián)盟機(jī)制。
FLAG-ERA聚集了38個(gè)研究和創(chuàng)新資助機(jī)構(gòu),以及歐盟26個(gè)國(guó)家的研究理事會(huì)和部委(NRFOs)。FLAG-ERA將協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)各國(guó)投資,鼓勵(lì)實(shí)際應(yīng)用發(fā)展,推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用,擴(kuò)大影響力。該計(jì)劃還將擴(kuò)大現(xiàn)有旗艦計(jì)劃的研究人員,同時(shí)支持已經(jīng)在旗艦計(jì)劃的研究工作。成功申請(qǐng)項(xiàng)目的合作伙伴如果不會(huì)是旗艦計(jì)劃成員,會(huì)被邀請(qǐng)成為會(huì)員。歐洲旗艦的這些舉措將進(jìn)一步擴(kuò)大石墨烯研究領(lǐng)域的范圍和研究深度,并且意在指導(dǎo)石墨烯研究向更實(shí)際的應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。
項(xiàng)目將要求來自大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、中小企業(yè)以及大型企業(yè)的研究人員與海外同行聯(lián)合提交申請(qǐng)(需至少來自3個(gè)不同國(guó)家的3個(gè)合作伙伴,最長(zhǎng)資助3年)。石墨烯領(lǐng)域征集的主題包括11項(xiàng):
器件與系統(tǒng)的計(jì)算模擬;
先進(jìn)納米制造與自旋電子學(xué);
太赫茲部件;
多功能復(fù)合材料;
功能涂層;
納米流體應(yīng)用;
生物及化學(xué)傳感器;
免疫基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué);
新興層狀材料及異質(zhì)結(jié);
能源;
原型。
項(xiàng)目征集于2015年1月底截止,期間共收到來自大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)、中小企業(yè)和大型企業(yè)的78個(gè)石墨烯領(lǐng)域的項(xiàng)目提案。經(jīng)過外部的國(guó)際科學(xué)評(píng)估委員會(huì)的嚴(yán)格評(píng)估,“石墨烯旗艦計(jì)劃”方面將有13個(gè)跨國(guó)項(xiàng)目獲得資助,資助的金額達(dá)到990萬歐元。
這13個(gè)新增“石墨烯旗艦計(jì)劃”項(xiàng)目中:4個(gè)項(xiàng)目涉及先進(jìn)的納米加工和自旋電子學(xué),3個(gè)涉及新的層狀材料和異質(zhì)結(jié)的領(lǐng)域,其他的覆蓋了各個(gè)不同的領(lǐng)域包括免疫學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué),生物和化學(xué)傳感器,功能性涂料,納米流體的應(yīng)用,設(shè)備和系統(tǒng)的計(jì)算模型和原型。
2015年度”石墨烯旗艦計(jì)劃”推薦自助項(xiàng)目名單
=====石墨烯產(chǎn)業(yè)化之路=====
石墨烯是已知的世上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m·K,高于碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V·s,又比納米碳管或硅晶體高,而電阻率只約1 Ω·m,比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料。鑒于以上特征,小編在這里總結(jié)了石墨烯技術(shù)的主要應(yīng)用和終端用戶。
石墨烯技術(shù)潛在應(yīng)用和終端用戶
石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)成熟度(TRL)評(píng)估
截止2013年8月6日石墨烯在技術(shù)應(yīng)用中的美國(guó)專利數(shù)量比例(%)
數(shù)據(jù)來源:美國(guó)專利商標(biāo)局,賽瑞產(chǎn)業(yè)研究院
國(guó)內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)
我國(guó)石墨烯領(lǐng)域研發(fā)起步較晚,但發(fā)展較快,有潛在優(yōu)勢(shì)和后發(fā)優(yōu)勢(shì)。2013年7月13日,中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立。目前中國(guó)是目前石墨烯研究和應(yīng)用開發(fā)最為活躍的國(guó)家之一。石墨烯有望被列為“十三五”重點(diǎn)新材料。
國(guó)內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)
2011年10月,江蘇常州成立了江南石墨烯研究院,為國(guó)內(nèi)首個(gè)基于石墨烯材料及應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化基地。以下是國(guó)內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)的基本介紹。
常州石墨烯科技產(chǎn)業(yè)園
國(guó)內(nèi)首個(gè)基于石墨烯材料及應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化基地,入駐企業(yè)的年產(chǎn)值達(dá)到100億元人民幣,上市企業(yè)達(dá)到10家,共引進(jìn)石墨烯相關(guān)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)12個(gè),注冊(cè)成立石墨烯相關(guān)企業(yè)24家,另有在談項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)13個(gè),已初步形成區(qū)域性的石墨烯產(chǎn)業(yè)集群。目前已建成全球第一條年產(chǎn)100噸石墨烯粉體生產(chǎn)線和全球第一條3萬平方米CVD法石墨烯透明導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)線。
寧波石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)
著力打造全球最大規(guī)模的石墨烯原材料生產(chǎn)基地。寧波是國(guó)內(nèi)較早開展石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的地區(qū)之一,目前在石墨烯制備技術(shù)、技術(shù)支撐、產(chǎn)業(yè)化等方面均走在了全國(guó)前列。2013年寧波墨西科技有限公司首期年產(chǎn)300噸的石墨烯生產(chǎn)線建成投產(chǎn),是目前全球規(guī)模最大石墨烯生產(chǎn)線。
青島石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)
青島國(guó)家石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新示范基地?cái)M于2014年9月投入使用。建成后重點(diǎn)拓展石墨烯新材料在海洋工程、海水淡化、防腐材料、高性能鋰電池、航天航空及軍工等領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。 青島國(guó)際石墨烯創(chuàng)新中心設(shè)有孵化器、公共技術(shù)研發(fā)平臺(tái)、綜合服務(wù)平臺(tái)。目前,已有“千人計(jì)劃”專家侯士峰博士的青島瑞利特新材料科技有限公司、“泰山學(xué)者”青島大學(xué)劉敬權(quán)教授的青島華高能源科技有限公司等10余個(gè)高端項(xiàng)目落戶高新區(qū),另有清華大學(xué)的石墨烯污水處理及海水淡化、復(fù)旦大學(xué)石墨烯制備及導(dǎo)電劑開發(fā)等20余個(gè)項(xiàng)目基本達(dá)成入駐意向。
重慶石墨烯產(chǎn)業(yè)園
通過石墨烯上下游應(yīng)用技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用產(chǎn)品示范推廣,構(gòu)筑以應(yīng)用企業(yè)為主體,成為產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)鏈集群。2013年12月25日,重慶石墨烯產(chǎn)業(yè)園在金鳳電子信息產(chǎn)業(yè)園正式揭牌,產(chǎn)業(yè)園計(jì)劃用5年左右培育石墨烯應(yīng)用研發(fā)企業(yè)20家以上,引進(jìn)、發(fā)展下游應(yīng)用生產(chǎn)企業(yè)100余家,建成產(chǎn)值1000億元的國(guó)家級(jí)石墨烯產(chǎn)業(yè)化示范基地。
無錫石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)
我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在國(guó)內(nèi)設(shè)立的首個(gè)石墨烯技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新示范基地。
國(guó)內(nèi)石墨烯優(yōu)勢(shì)企業(yè)
北京生美鴻業(yè)科技有限公司
產(chǎn)品領(lǐng)域:應(yīng)用已開發(fā)的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜技術(shù)研制新一代智能調(diào)光膜已取得突破性進(jìn)展。
北京碳世紀(jì)科技
產(chǎn)品領(lǐng)域:具備生產(chǎn)單層石墨烯的工業(yè)化方法,且在石墨烯改性活性炭、塑料、橡膠,催化劑載體等領(lǐng)域取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展
長(zhǎng)沙羅斯科技有限公司
產(chǎn)品領(lǐng)域:司自主設(shè)計(jì)的石墨烯中試生產(chǎn)線,已成功規(guī)?;a(chǎn)出低成本石墨烯,在生產(chǎn)技術(shù)、工藝、設(shè)備等方面獲得多項(xiàng)突破,可為下游企業(yè)及科研院所無償提供高質(zhì)量的石墨烯樣品試用
重慶墨??萍加邢薰?/strong>
產(chǎn)品領(lǐng)域:目前研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功研制出國(guó)內(nèi)首片15英寸的單層石墨烯導(dǎo)電屏幕,公司將以中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院作為技術(shù)依托,推進(jìn)大面積單層石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和開發(fā)。隨后將進(jìn)一步在OLED、太陽能電池、超級(jí)電容等領(lǐng)用進(jìn)行試用和推廣,在軍事方面也將得到廣泛的應(yīng)用。
常州第六元素材料科技股份有限公司
產(chǎn)品領(lǐng)域:2013年實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首條大規(guī)模宏量制備、全自動(dòng)控制的粉體石墨烯生產(chǎn)線,目前石墨烯粉體產(chǎn)能100噸/年。預(yù)計(jì)2016年可年產(chǎn)1000噸粉體石墨烯,銷售收入超過6億元。公司在導(dǎo)電涂料、防腐涂料、散熱材料、復(fù)合材料、儲(chǔ)能器件等石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域的研發(fā)已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。
深圳六碳科技有限公司
產(chǎn)品領(lǐng)域:深圳六碳科技專注于石墨烯薄膜材料的工藝研發(fā)和設(shè)備研制,尤其是化學(xué)氣相沉積法(CVD)的工藝研發(fā)和設(shè)備開發(fā)。目前,立足于化學(xué)氣相沉積法(CVD)技術(shù),六碳科技已經(jīng)完成了6萬平方米/年的石墨烯制造設(shè)備和產(chǎn)線建設(shè),為下游透明導(dǎo)電膜和導(dǎo)熱膜產(chǎn)業(yè)批量提供實(shí)用化的石墨烯材料。
廣東粵網(wǎng)節(jié)能
產(chǎn)品領(lǐng)域:2012年3月在中國(guó)深圳成立,以石墨烯研發(fā)生產(chǎn)為發(fā)展方向的高科技企業(yè)。僅僅十個(gè)月的時(shí)間申報(bào)10余項(xiàng)發(fā)明專利(及國(guó)際PCT),并完成了若干項(xiàng)具有世界領(lǐng)先水平的重大技術(shù)突破。2014年,公司的“單層石墨烯量產(chǎn)技術(shù)”項(xiàng)目成功榮獲“深圳市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)資金資助”,還分獲“廣東省留學(xué)人員創(chuàng)業(yè)啟動(dòng)資助”和“深圳市留學(xué)人員來深創(chuàng)業(yè)前期費(fèi)用補(bǔ)貼項(xiàng)目”支持。
青島華高墨烯科技股份有限公司
產(chǎn)品領(lǐng)域:青島華高能源科技有限公司成立于2012年12月,自主研發(fā)了單層石墨烯粉體及分散液、石墨烯量子點(diǎn)、大片單層石墨烯、石墨烯導(dǎo)電紙、氧化石墨烯氣凝膠、氧化石墨烯水溶液、石墨烯功能復(fù)合塑料、球磨石墨烯粉末等12大系列高品質(zhì)石墨烯產(chǎn)品。
深圳貝特瑞電子有限公司
產(chǎn)品領(lǐng)域:深圳貝瑞特電子有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)手機(jī)鋰電池、鋰電PCM板鋰電充電器等產(chǎn)品的廠家,公司的主要產(chǎn)品為鋰電池、充電器和單節(jié)、雙節(jié)及多節(jié)鋰電PCM板。
深圳市國(guó)創(chuàng)珈偉石墨烯科技有限公司
產(chǎn)品領(lǐng)域: 主要經(jīng)營(yíng)石墨烯材料開發(fā)及銷售;石墨烯導(dǎo)熱涂料、散熱片及相關(guān)導(dǎo)熱產(chǎn)品開發(fā)及銷售;LED、太陽能電池及其他節(jié)能產(chǎn)品的熱管理技術(shù)開發(fā)及銷售;新能源創(chuàng)意材料的設(shè)計(jì)、開發(fā)與銷售;新能源項(xiàng)目的技術(shù)咨詢。
其他石墨烯生產(chǎn)企業(yè):
廈門烯成新材料科技有限公司;
常州二維碳素科技有限公司;
常州立方能源技術(shù)有限公司;
常州立英新材料科技有限公司;
常州瑞豐特科技有限公司;
常州碳時(shí)代科技有限公司;
泰州巨納新能源有限公司;
銀基烯碳新材料股份有限公司
……
石墨烯盛會(huì)預(yù)報(bào)-2015中國(guó)國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)即將在青島召開
2015年中國(guó)國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)將于2015年10月28日至30日在海濱之城青島的香格里拉大酒店舉行。主題為“石墨烯的商業(yè)化解決方案”,主題演講和分會(huì)討論內(nèi)容將涵蓋包括制備技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化、新能源、散熱、觸屏、導(dǎo)電油墨、復(fù)合材料、功能涂料等30多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域,同時(shí)設(shè)有行業(yè)展覽交流及學(xué)術(shù)海報(bào)展示。會(huì)議邀請(qǐng)了石墨烯旗艦計(jì)劃的項(xiàng)目經(jīng)理(Ivan Buckley)及相關(guān)技術(shù)人員做相關(guān)報(bào)告。