欧盟石墨烯旗舰项目概况及最新进展
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石墨烯的应用现状及发展石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶体材料,具有极高的导电性、热导性、机械强度和透明度。
石墨烯的发现被认为是材料科学领域的一次重大突破,引起了全球科学界的普遍关注。
石墨烯的应用前景非常广泛,被誉为“二十一世纪的材料之王”,目前已经在多个领域得到了应用。
在电子领域,石墨烯的高导电性和高透明度使其成为制造高性能触摸屏和柔性显示器的理想材料。
相比于传统的材料,石墨烯触摸屏具有更高的灵敏度和更低的能耗。
石墨烯的高导电性也使其成为电子器件中的理想载流子传输材料,可用于制造高性能的晶体管、太阳能电池等器件。
在能源领域,石墨烯可以用于制造高效的锂离子电池和超级电容器。
石墨烯的高导电性和二维结构使其具有更高的电荷传输速率和更大的比表面积,能够改善电池的容量和循环寿命。
石墨烯还可以用于制造高效的太阳能电池和燃料电池。
石墨烯的高光吸收率和电子传输性能使其成为优良的光伏材料。
在传感器领域,石墨烯的高灵敏度和快速响应速度使其成为理想的气体和生物传感器材料。
石墨烯传感器可以检测多种气体,如二氧化碳、挥发性有机化合物等,并具有高灵敏度和快速响应的特点。
石墨烯传感器还可以用于检测生物分子,如DNA、蛋白质等,有着广阔的应用前景。
在材料领域,石墨烯可以用于制造轻巧而坚固的复合材料。
石墨烯的高强度和低密度使其成为理想的增强剂,可以增加复合材料的强度和刚度,并提高热导率和电导率。
石墨烯复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域有着广泛的应用前景。
尽管石墨烯的应用前景非常广泛,但目前它的大规模商业化仍面临许多挑战。
石墨烯的制备成本较高,工业化生产还存在一定的技术难题。
石墨烯在应用中的稳定性和可靠性也需要进一步研究和解决。
石墨烯在环境和生态方面的影响也需要深入研究和评估。
石墨烯是一种具有巨大应用潜力的材料,目前已经在电子、能源、传感器等多个领域取得了一定的应用进展。
随着石墨烯制备技术的不断发展和完善,相信石墨烯的应用前景会更加广阔,并为人类带来更多的科技进步和创新。
石墨烯:引领未来的新材料-建筑论文石墨烯:引领未来的新材料文/ 梦莎欧盟委员会曾宣布将石墨烯加入“未来新兴旗舰技术项目”,将在未来10 年投入10 亿欧元。
石墨烯已在国内外资本市场抛起轩然大波。
有专家预测石墨烯作为革命性的新材料,未来将撬动至少千亿级的产业链。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是目前世上最纤薄、电阻率最小却也是最坚硬的纳米材料,是一种优秀的化学稳定剂,拥有高能量密度、高能效、阻燃效应。
其厚度不超过单个碳原子,从任何方面讲都可以视为是二维结构。
纯石墨烯是透明的,这一特性可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。
由于其二维特性,石墨烯拥有称为“分离电荷”的特性。
这一特性对开发下一代电脑至为重要。
它使量子电路和阴离子电路方面的发展成为可能。
随着石墨烯价值不断攀升,众多有前瞻性的企业加入到研发石墨烯的大潮中。
济南墨希新材料科技有限公司就是其中的佼佼者。
济南墨希新材料科技有限公司是中国与西班牙的合资企业,注册资金1500 万元,公司致力于石墨烯产品的研发、实际应用与工业化生产,推动石墨烯产业的发展。
济南墨希公司入股Graphenano S.L. 公司研发中心,共享其超强的科研实力与高水平的生产技术,在石墨烯应用的众多领域深入的研发,使科技成果转化产品。
济南墨希公司已经在涂料、电缆、树脂和体育运动产品四大领域取得重大突破。
目前济南墨希与西班牙研发中心共同研发出全球首例石墨烯矿物涂料——Graphenstone 格芬石墨烯矿物涂料,它是在千年传统制作工艺的基础上,将西班牙独有天然矿物材料与最新纳米材料石墨烯结合,生产出的最新一代高端纳米涂料。
与传统涂料相比,除具有传统涂料的优越特性外,更具备无机物特性,涂膜与基质相同,具有安全环保,防水透气、耐碱、耐污防火、耐候性佳,不褪色,抗菌防霉,不会造成二次污染等特性。
格芬石墨烯矿物涂料中添加的石墨烯纳米纤维会在涂料中形成纳米网状结构,赋予其天然成分所不具备的坚实性和牢固的骨架,涂料的附着力更加牢固,更具有超耐久性,使得涂料耐擦洗,抗裂纹;同时对损坏砂浆的大气侵蚀因素形成一道不可逾越的屏障,在极端条件下,依然可以发挥其优良的性能,不会产生龟裂;由于石墨烯为优良热导体,散射99% 红外线和85% 的紫外线,可以达到节能降耗、保温隔热的功能;因其独特的配方和纳米技术,还能减少声传播,起到降低噪音的效果,是古建筑修复、医院、酒店、学校、高档建筑、别墅等场所的最佳选择。
422021 10 世界科学2013年,欧盟启动了一项为期10年、斥资10亿欧元的计划,称为石墨烯旗舰计划(Graphene Flagship )。
这是欧盟有史以来规模最大的三个有针对性的技术研发计划之一,旨在为石墨烯二维材料创造应用和市场,并使欧洲占据石墨烯技术的最前沿。
欧盟于2013年启动了另一个专注于人脑的旗舰计划,于2018年启动了涵盖量子技术的第三个旗舰计划,这两个计划也都是为期10年、斥资10亿欧元。
石墨烯旗舰计划的影响以及它是否值得如此巨大的公共投入和努力,要到未来数年后才会见分晓。
“过去7年多来,石墨烯旗舰计划成功将石墨烯从实验室推向社会,创造了一个富有成效的石墨烯和层状材料应用开发的欧洲工业生态系统。
”旗舰计划2020年度报告总结道,“今天,我们的石墨烯工业家族包括100多家公司,与石墨烯旗舰计划的学术合作伙伴在汽车、航空工业、电子、能源、复合材料和生物医学等诸多领域开展广泛的合作。
”石墨烯旗舰计划还剩下两年半的时间,该计划声称已经产生了大约90种以某种方式结合石墨烯的产品,其应用迥然不同于传统器件,比如霍尔效应传感器的灵敏度是硅基传感器的10倍,再如具有高音和低音增强功能的耳机。
其他称心的产品包括改进牵引力的自行车轮胎、具有卓越柔韧性和耐用性的网球拍、具有高冲击分散的摩托车头盔以及高性能空调。
用于半导体的石墨烯化学气相沉积(CVD )系统就源自石墨烯旗舰计划的研发。
瑞典哥德堡查尔姆斯理工大学的亚里•基纳雷特(Jari Kinaret )指出,在学术研究的产出方面,如果以每花费1欧元发表的专利和论文数量来衡量,“我们做得非常好”。
这位凝聚态物理学家从一开始就领导了石墨烯旗舰计划。
但很少有类似规模的特定技术合作,因此对旗舰计划的绩效评估在很大程度上是比较主观的。
“多年来,我一直在提议,如果有人能提出一个可衡量的、有意义的关键绩效指标,我会请他们吃一顿大餐。
”基纳雷特说。
旗舰计划创新主管卡里•耶尔特(Kari Hjelt )表示,一旦该计划完成,将对其经济影响进行同行评审评估。
2023年石墨烯行业市场发展现状石墨烯是一种新型的二维纳米材料,由碳原子单层组成的六边形结构。
由于其出色的导电性、热导率、强度和韧性等特性,因此被称为“未来材料之王”。
石墨烯具有广阔的应用前景,尤其在能源、环保、电子、生物医药等领域,受到广泛关注。
目前,石墨烯行业市场发展现状如下:市场规模逐渐扩大石墨烯市场规模逐渐扩大,预计到2025年全球市场规模将达到24.3亿美元。
据市场研究公司Research and Markets预测,全球石墨烯市场年复合增长率将达到39.5%。
国内市场发展迅速目前,中国已成为全球石墨烯产量最大的国家,石墨烯相关企业数量超过350家。
随着国家政策的支持和技术进步,中国石墨烯市场将有望迎来新的发展机遇。
产业链不断完善随着技术进步和市场规模的扩大,石墨烯产业链不断完善。
石墨烯材料的生产、加工、应用等各个环节逐渐走向精细化和规模化,形成了涵盖了石墨烯原料、石墨烯材料、石墨烯薄膜、石墨烯电子元器件等多个领域的完整产业链。
产品应用越来越广泛石墨烯的应用领域非常广泛,主要包括电子领域、能源领域、生物医药领域、材料领域、环保领域等。
其中,电子领域是目前石墨烯的主要应用领域,主要包括石墨烯传输器件、石墨烯场效应晶体管、石墨烯存储器等。
产业发展存在挑战石墨烯的产业发展面临着一些挑战,如石墨烯生产成本高、石墨烯高质量、大规模制备技术不够成熟、标准化和认证缺乏、行业竞争激烈等。
因此,石墨烯行业还需要不断探索和创新,提高技术含量和生产效能。
总之,石墨烯是未来材料之王,在未来的发展中还有很多机遇和挑战。
随着技术和市场的不断进步,石墨烯市场的规模和价值将会不断扩大。
石墨烯的研究与应用综述一、石墨烯的结构与特性石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是最薄的二维材料,单层的厚度仅0.335nm。
石墨烯可塑性极大,是构建其他维数碳材料的基本单元,可以包裹成零维的富勒烯结构,卷曲成一维的碳纳米管,以及堆垛成三维的石墨等。
石墨烯的理论研究已有60多年的历史,但直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,利用胶带剥离高定向石墨的方法获得真正能够独立存在的二维石墨烯晶体,二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯具有一些奇特的物理特性:导电性极强:石墨烯中的电子没有质量,电子的运动速度能够达到光速的1/300,是世界上电阻率最小的材料。
良好的导热性:石墨烯的导热性能优于碳纳米管和金刚石,单层石墨烯的导热系数可达5300瓦/米水度,远高于金属中导热系数高的银、铜等。
极好的透光性:石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光,并使所有光谱的光均匀地通过。
超高强度:石墨烯被证明是当代最牢固的材料,硬度比莫氏硬度10级的金刚石还高,却又拥有很好的韧性,可以弯曲。
超大比表面积:石墨烯拥有超大的比表面积(单位质量物料所具有的总面积),这使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。
石墨烯特殊的结构形态,具备目前世界上最硬、最薄的特征,同时具有很强的韧性、导电性和导热性,这些极端特性使其拥有巨大发展空间,应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等大量领域。
二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法主要有机械法和化学法2种。
机械法包括微机械分离法、取向附生法和加热碳化硅法;化学法包括外延生长法、化学气相沉积法与氧化石墨还原法。
微机械分离法是直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来,可获得高品质石墨烯,且成本低,但缺点是石墨烯薄片尺寸不易控制,不适合量产;取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯,石墨烯性能令人满意,但往往厚度不均匀;加热碳化硅法能可控地制备出单层或多层石墨烯,是一种新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法,但制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。
石墨烯材料的研发现状和应用前景石墨烯(graphene)是一种纯碳的二维材料,由于其极高的导电性、导热性和强硬特性,这种材料自从2004年被Nobel Prize获得者Andre Geim教授和 Konstantin Novoselov教授发现以来,引起了全球科学家的高度关注和研究热潮。
自此,石墨烯已经被视为第二个深变革的材料,被认为将改变科技、工业、生物医学、材料科学等领域的发展轨迹。
石墨烯(graphene)的制备方法主要包括机械剥离法、化学剥离法和化学气相沉积法等,其中机械剥离法较为成熟,利用普通铅笔在硅基底上涂一层石墨使其分散后,应用电子显微镜进行选择性剥离,就可以获得薄至单层的石墨烯样品。
然而,方法不够规范和低成本始终是影响石墨烯发展的因素。
近年来,针对石墨烯的制备方法和性质研究取得了实质性的进展,成果涉及其在光电器件、传感器、锂电池、柔性电子设备、生物医学、高性能计算机等领域的应用前景。
据统计,目前全球已有近4万篇的期刊文章,报道石墨烯材料的相关研究。
以下将详细介绍其研发现状和应用前景。
一、石墨烯的应用前景石墨烯拥有优异的性能,其导电性是常规材料的百倍以上,最低电导率约为1.0×10(Mho·m),最高电导率则达到了8.8×107(Mho·m),而且还具有优良的导热性能、极强的机械强度、独特的光学特性和吸附功能。
根据这些特性,石墨烯的应用前景十分广阔。
首先,在光电器件领域,石墨烯薄膜的优异透明性和导电性,可以被用于照明、触摸屏、智能窗户、光伏电池等领域。
其次,在传感器领域,石墨烯的高比表面积和超薄二维结构,可以在气体、生物、化学等领域的传感器中,实现更为精确的感应和测量。
另外,在锂电池及其他能量存储器上,石墨烯的极佳的导电性和锂离子扩散系数,不仅从根本上改善了能量存储器的性能,而且在新型电池领域,如超级电容器、钠离子电池等领域,带来了更为广阔的应用前景。
石墨烯技术的发展现状与未来趋势分析石墨烯,一种具有独特的二维碳材料结构与优异性能的新兴材料,被誉为二十一世纪的“黑金”。
自于2004年被英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫两位物理学家以 3M 胶带铺层法成功剥离以来,石墨烯技术的研究与应用得到了广泛关注。
本文旨在探讨石墨烯技术的发展现状以及未来的发展趋势。
石墨烯以其独特的碳原子层状结构,具有高度的导电性、热导性以及机械强度,成为科研领域与产业界瞩目的焦点。
在目前的研究中,石墨烯已经展现出了在能源、电子、生物医药等领域的广泛应用前景。
首先,在能源领域,石墨烯材料的高导电性以及热导性使其成为高效能量储存与传递的重要材料。
石墨烯电池作为一种新型的二次电池,具有极高的电子迁移速度和理论理论比容量,被视为下一代高能电池的候选材料。
此外,石墨烯在太阳能电池、燃料电池等领域的应用也备受关注,通过优化石墨烯结构可以提高光电转换效率,促进能源转型。
其次,在电子领域,石墨烯的高载流子迁移率以及透明性为其应用于电子器件提供了广阔的发展空间。
石墨烯晶体管、石墨烯透明导电薄膜等新型器件的研究已经取得了重要进展。
石墨烯的应用还拓展到了柔性电子领域,基于石墨烯可以制备高度灵活的电子器件,例如可穿戴设备、柔性显示屏等,为未来电子产品的发展提供了新的可能性。
此外,石墨烯在生物医药领域也呈现出巨大的潜力。
石墨烯具有大表面积、高吸附性和良好的生物相容性,可以用于制备生物传感器、药物传递与释放系统等。
而且,石墨烯还可以用于细胞成像和治疗,为癌症治疗和生物医学领域的研究提供了新思路。
然而,尽管石墨烯技术在各个领域都展现出了巨大的潜力,但目前仍面临着许多挑战。
首先,大规模制备高质量的石墨烯仍然是个难题。
目前的制备方法在成本、效率以及杂质控制方面还存在局限。
其次,石墨烯的长期稳定性以及毒性问题也制约了其应用的开发。
在材料改性以及毒性评估方面的研究亟待加强。
石墨烯的创新发展近况作者:罗益锋罗晰旻来源:《新材料产业》2017年第12期一、概述工业和信息化部、财政部和中国保险监督管理委员会于2017年9月12日发布了《关于开展重点新材料首批次应用俣险补偿机制试点工作的通知》,保险对象为《重点新材料首批次应用示范指导目录》中的新材料,共收录先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料3大类,其中与碳材料相关的具体产品有9种,包括高纯石墨、高性能碳纤维、碳纤维复合芯导线、汽车用碳纤维复合材料(CFRP)、石墨烯薄膜、石墨烯改性防腐涂料、石墨烯导电发热纤维和石墨烯发热织物、石墨烯防静电轮胎和石墨烯增强银基电接触功能复合材料。
这实际上道出了目前我国重点支持的石墨烯5大应用领域,而且对每个领域提出了性能要求和主要应用目标。
我国科技部“十三五”规划中也列入了《石墨烯等碳基纳米材料技术研究、集成与应用项目》,从政策和资金上将大力支持石墨烯和碳纳米管的研发和产业化。
预期到2020年,我国石墨烯的产业规模将达到1 000亿元。
北京市科学技术委员会也启动《北京市石墨烯科技创新专项(2016-2025)》,重点将建设创新平台,实现石墨烯薄膜、粉体的规模化生产、应用技术、装备和检测仪器设备的开发等。
二、国内外石墨烯的研发和生产近况在国家和地方政府的引导和支持下,我国的石墨烯研发、生产和国际合作等成现了百花齐放的局面。
福建出台全国首部省级石墨烯专项规划——《福建省石墨烯产业发展规划(2017—2025年)》。
该规划提出,到2020年建成较完善的石墨烯材料研发、制备、应用等产业发展体系,到2025年福建省石墨烯及其相关产品产值突破500亿元。
值得骄傲的是,鸿纳(东莞)新材料科技有限公司投产了2条万吨级各为水性和油性的石墨烯浆料生产线,每年可产3 000t的石墨烯粉体,平均为1~2层,这是全球最大生产线,标志着我国石墨烯产业已开始进入腾飞期。
产品主要应用于防腐、功能涂料、复合材料和锂离子电池(LIB)部件等。
石墨烯项目建议书一、项目背景随着科技的不断发展,石墨烯作为一种新型材料备受瞩目。
石墨烯具有独特的二维结构和出色的物理性能,被誉为“未来材料之王”。
在能源、电子、医疗等众多领域拥有广阔的应用前景。
因此,本文拟以开展石墨烯项目为目标,以推动科技进步和经济发展为宗旨,提出石墨烯项目建议书。
二、项目概述本项目计划在XXX市建立一家石墨烯研究和生产基地,致力于石墨烯相关技术的研发、生产和应用推广。
项目预计总投资XXX万元,分为三个阶段进行。
1. 第一阶段:成立研究团队在项目启动初期,将成立由来自XXX大学、科研机构和相关企业的专家组成的研究团队。
团队将负责开展对石墨烯材料的深入研究,包括材料合成、物理性能测试、应用探索等方面。
2. 第二阶段:建立生产线在确定了石墨烯材料的生产工艺和规模后,将投资建设石墨烯生产线。
该生产线将采用先进的制备工艺和设备,以确保生产出高质量和大规模的石墨烯材料。
同时,将建立完善的质量控制体系和安全生产管理体系,以确保产品的质量和生产的安全。
3. 第三阶段:市场推广和应用拓展在确保石墨烯材料的质量和产能稳定后,将加大市场推广和应用拓展的力度。
与相关企业和机构合作,开展石墨烯应用的研发和商业化,推动石墨烯技术在新能源、电子器件、航天航空等领域的应用。
三、项目目标本项目的目标是建立一支高水平的研究团队,建设一条高效稳定的石墨烯生产线,并将石墨烯技术应用到相关领域中。
项目的具体目标如下:1. 建立一支由博士、硕士研究生和专业团队组成的石墨烯研究团队,具备独立的研发能力和技术指导能力。
2. 建成一条年产石墨烯材料XXX吨的生产线,确保产品质量和供应稳定。
3. 在项目启动后的第三年,实现石墨烯产品的销售收入达到XXX万元,并持续增长。
4. 开展与相关企业和机构的合作,推动石墨烯技术应用于新能源、电子器件、航天航空等领域。
四、项目风险和对策在项目实施过程中,可能会面临以下风险:1. 技术风险:石墨烯技术仍处于研究和开发阶段,存在技术难题和未知领域。
石墨烯材料发展现状、应用领域及发展趋势介绍石墨烯是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。
它具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
一、发展现状:石墨烯在合成和证实存在的时间虽然只有短短十几年的时间,但目前已经得到了较为广泛的应用。
其产业链的上游为石墨矿资源及生产设备,中游为石墨烯薄膜和石墨烯粉体制造,下游主要的应用以新能源、涂料、大健康、节能环保、化工新材料、电子信息等六大产业为主。
二、应用领域:1. 电子器件:由于石墨烯的高电导率和高速电子迁移率,它可能被用于制造更快、更小、更高效的电子设备,包括透明触摸屏、灵活的显示屏、以及下一代的半导体和微处理器。
2.能源存储:石墨烯在电池和超级电容器中有潜在的应用,它可以提高能源存储设备的能量密度和充放电速度。
3.复合材料:石墨烯可以被用来增强其他材料,如塑料、金属和混凝土,提高它们的强度和耐热性。
4.光电器件和光伏材料:石墨烯的优异光电性质使它在光电器件和太阳能电池中有潜在应用。
5.生物医学领域:石墨烯可以作为药物输送系统,或者用于制造生物传感器和生物成像设备。
三、发展趋势:虽然石墨烯的潜力非常巨大,但目前在大规模生产和应用石墨烯方面还存在一些挑战,包括制造成本高、规模化生产困难、以及环境和健康影响的不确定性等。
但随着科研的深入和技术的进步,这些问题可能会逐步得到解决。
总的来说,石墨烯是一种有着广泛应用前景的新材料,有可能引领一场材料科学的革命。
除了上述提到的一些应用领域,石墨烯还有以下一些潜在的应用方向:1、航空航天领域:石墨烯具有极高的比强度和抗疲劳性能,可以用于制造轻质高强的航空航天材料,如飞机机身、卫星等。
2、环保领域:石墨烯可以用于制造高效吸附剂,用于水处理和空气净化等领域。
例如,石墨烯可以用于制造活性炭,活性炭又能够高效地吸附水中的重金属离子和空气中的有害气体。