习总访英背后的石墨烯发展之路

 习大大访英的行程备受关注。习大大在访英期间开展的一系列行程中，其中一项就是到曼大参观英国国家石墨烯研究院，甚至有消息称本周五习大大要带着华为去签约石墨烯项目。石墨烯概念再次在股市热炒，石墨烯相关项目大受关注，而习大大参观的曼大国家石墨烯研究院再次以夺目之势走进了石墨烯粉们的眼球。

 

2004年，曼彻斯特大学的两名科学家：AndreGeim与Kostya Novoselov分离出了石墨烯，掀起了研究石墨烯的热潮。 

2013年英国曼彻斯特大学教授、石墨烯先驱KostyaNovoselov爵士出席了欧盟“石墨烯旗舰计划”发起仪式。 

2015年由欧盟委员会石墨旗舰项目(GrapheneFlagship)委托曼彻斯特大学主办的“2015石墨烯周”更是让曼大与石墨烯旗舰计划结下了不解之缘。

 

曼切斯特大学 

“石墨烯旗舰计划”是欧洲最大的石墨烯研发计划之一，该项目于2013年1月被欧盟选定为首批技术旗舰项目之一。项目运行时间10年，总投资10亿欧元，旨在把石墨烯和相关层状材料从实验室带入社会，为欧洲诸多产业带来一场革命，促进经济增长，创造就业机会。

 

石墨烯旗舰计划科技路线图（2014年2月） 

2014年2月初，欧盟未来新兴技术(FET)石墨烯旗舰计划发布了首份招标公告和科技路线图，介绍了拟资助的研究课题和支持课题，以及根据领域划分的工作任务，每项课题都涉及多项工作任务。 

根据路线图，石墨烯旗舰研究项目共分为两个阶段：

 

（1）在欧盟第七框架计划内长达30个月（2013年10月1日至2016年3月31日）的初始热身阶段，欧盟总资助额为5400万欧元；

（2）在地平线2020计划内的稳定阶段。该阶段将从2016年4月份开始，预计欧盟每年资助额为5000万欧元。

 

 

“石墨烯旗舰计划”科学与技术路线图 

 

 

 

该科技路线图的核心内容是提出了13个重点研发领域： 

1.标准化

为了扩大石墨烯及相关材料(GRM)的产品市场，对GRM材料的技术评估和分类进行标准化是必要的。GRM通常具备多种功能描述方式，需要强制定义的标准程序来衡量他们的属性，以确保材料在不同的应用市场中质量的一致性和可重复性。 

2.化学传感器、生物传感器与生物界面 

石墨烯及相关材料对分子间相互作用非常敏感，是制造化学传感器的理想材料，理论上可以实现单分子检测，更进一步还能开发用于生物系统的界面传感器。新兴传感技术与生物学的融合能实现亚细胞分辨率的细胞表面动力学研究，并制造出新型器件。该课题旨在研究与开发基于GRM的医用新技术。

3.薄膜技术：从纳米流体到纳米谐振器 

薄膜是很多应用和工业工艺的核心，如海水淡化和水过滤、化学分析、能源获取、高频电子产品。石墨烯具有高力学强度，有作为最终薄膜的独特潜力。石墨烯膜对小型电子信号非常敏感，非常适合应用在纳米电机械系统(NEMS)，也被用作支持投射电镜成像和生物传感器等。

 

4.面向能源应用的催化剂 

绿色能源的一个主要挑战是确保实现能源的持续可用性或者是能源系统的寿命与目标应用一致，如电动车，智能手机等。这两个问题通常需要不同的储能/生产解决方案与电化学设备的关键部件结合。这些关键部件包括电池、燃料电池和超级电容器。其中的一些电化学的组件或质子交换膜燃料电池需要大量的稀缺和昂贵的铂（Pt）催化剂，强烈影响其进入市场。掺杂少量石墨烯可以促进催化作用，从而延长电源设备寿命。

 

5.面向复合材料和能源应用的功能材料 

纳米材料可以为增加当前设备的能量转换效率提供一个可行的策略。石墨烯由于其电子(即高载流子迁移率)和力学性能可以提供更好的网络，承受充放电过程中很大的体积变化，维持有效的电子收集和运输。 

6.面向高性能、轻质技术应用的功能涂层和界面 

石墨烯及相关材料由于其原子厚度，是修改/完善的涂料性能的一个理想方案。石墨烯优良的力学、热、电性能有利于提升高性能涂料的稳定性，防止严酷的环境下的电磁损害。 

7.GRM与半导体器件的集成 

GRM与传统的基于硅、砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）、磷化铟（InP）的半导体器件的集成，可以提升混合系统的性能。该课题旨在针对GRM膜的转移与键合开发一种产业级的可扩展方法，从而实现GRM在半导体平台上的后端集成。相关提案须关注GRM的转移与键合，以及GRM与半导体器件间界面的设计。结合了GRM和半导体材料两者功能的混合系统应作为工作集成器件发挥其潜能。

 

8.新的层状材料和异质结构 

面向功能电子和光电、能带结构材料的应用，需要改性的石墨烯，或石墨烯与其他半导体设备的结合。 

9.面向射频应用的无源组件 

该课题旨在开发与测试天线、电子互连、热扩散层、过滤器和微机电系统等无源组件在高频电子领域的不同应用。该课题还关注包括可用开关控制的屏障、自混合天线与光学透明器件在内的新型微波天线与器件。 

10.硅光子学的集成 

该课题旨在面向下一代计算与通信系统，开发集成GRM与硅波导和无源光路的方法，特别是可使现有的类CMOS硅制造基础设施在未来实现晶片规模集成的可扩展方案。

 

11.石墨烯、相关二维晶体和杂化系统的原型研究 

12.更新石墨烯、相关二维晶体和杂化系统的科技路线图 

13.开放性课题

石墨烯旗舰计划新一轮资助（项目征集2014年10月开启，2015年1月截止） 

2014年10月，“旗舰欧洲研究区域网络（FLAG-ERA）”宣布欧洲“未来及新兴技术（Future and EmergingTechnologies，FET）”两大旗舰项目——“石墨烯和人脑”计划启动“联合跨国征集”（Joint Transnational Call，JTC），总注资1850万欧元。同时，FLAG-ERA宣布启动各国及各地区资助的研究整合进入旗舰工作计划的联盟机制。 

FLAG-ERA聚集了38个研究和创新资助机构，以及欧盟26个国家的研究理事会和部委（NRFOs）。FLAG-ERA将协调协调各国投资，鼓励实际应用发展，推动科技成果转化应用，扩大影响力。该计划还将扩大现有旗舰计划的研究人员，同时支持已经在旗舰计划的研究工作。成功申请项目的合作伙伴如果不会是旗舰计划成员，会被邀请成为会员。欧洲旗舰的这些举措将进一步扩大石墨烯研究领域的范围和研究深度，并且意在指导石墨烯研究向更实际的应用领域发展。 

项目将要求来自大学、研究机构、中小企业以及大型企业的研究人员与海外同行联合提交申请（需至少来自3个不同国家的3个合作伙伴，最长资助3年）。石墨烯领域征集的主题包括11项： 

器件与系统的计算模拟；

先进纳米制造与自旋电子学；

太赫兹部件；

多功能复合材料；

功能涂层；

纳米流体应用；

生物及化学传感器；

免疫基因组学与蛋白质组学；

新兴层状材料及异质结；

能源；

原型。 

项目征集于2015年1月底截止，期间共收到来自大学、研究机构、中小企业和大型企业的78个石墨烯领域的项目提案。经过外部的国际科学评估委员会的严格评估，“石墨烯旗舰计划”方面将有13个跨国项目获得资助，资助的金额达到990万欧元。 

这13个新增“石墨烯旗舰计划”项目中：4个项目涉及先进的纳米加工和自旋电子学，3个涉及新的层状材料和异质结的领域，其他的覆盖了各个不同的领域包括免疫学和蛋白质组学，生物和化学传感器，功能性涂料，纳米流体的应用，设备和系统的计算模型和原型。 

2015年度”石墨烯旗舰计划”推荐自助项目名单

 

=====石墨烯产业化之路===== 

石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约1 Ω·m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。鉴于以上特征，小编在这里总结了石墨烯技术的主要应用和终端用户。 

石墨烯技术潜在应用和终端用户

 

石墨烯应用领域技术成熟度（TRL）评估

截止2013年8月6日石墨烯在技术应用中的美国专利数量比例（%）

 

数据来源：美国专利商标局，赛瑞产业研究院 

国内石墨烯产业 

我国石墨烯领域研发起步较晚，但发展较快，有潜在优势和后发优势。2013年7月13日，中国石墨烯产业技术创新战略联盟成立。目前中国是目前石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一。石墨烯有望被列为“十三五”重点新材料。 

国内石墨烯产业园区 

2011年10月，江苏常州成立了江南石墨烯研究院，为国内首个基于石墨烯材料及应用的产业化基地。以下是国内石墨烯产业园区的基本介绍。

常州石墨烯科技产业园 

国内首个基于石墨烯材料及应用的产业化基地，入驻企业的年产值达到100亿元人民币，上市企业达到10家，共引进石墨烯相关创新创业团队12个，注册成立石墨烯相关企业24家，另有在谈项目团队13个，已初步形成区域性的石墨烯产业集群。目前已建成全球第一条年产100吨石墨烯粉体生产线和全球第一条3万平方米CVD法石墨烯透明导电薄膜生产线。 

宁波石墨烯产业园区 

着力打造全球最大规模的石墨烯原材料生产基地。宁波是国内较早开展石墨烯研发和产业化的地区之一，目前在石墨烯制备技术、技术支撑、产业化等方面均走在了全国前列。2013年宁波墨西科技有限公司首期年产300吨的石墨烯生产线建成投产，是目前全球规模最大石墨烯生产线。 

青岛石墨烯产业园区 

青岛国家石墨烯产业创新示范基地拟于2014年9月投入使用。建成后重点拓展石墨烯新材料在海洋工程、海水淡化、防腐材料、高性能锂电池、航天航空及军工等领域的应用和推广。 青岛国际石墨烯创新中心设有孵化器、公共技术研发平台、综合服务平台。目前，已有“千人计划”专家侯士峰博士的青岛瑞利特新材料科技有限公司、“泰山学者”青岛大学刘敬权教授的青岛华高能源科技有限公司等10余个高端项目落户高新区，另有清华大学的石墨烯污水处理及海水淡化、复旦大学石墨烯制备及导电剂开发等20余个项目基本达成入驻意向。 

重庆石墨烯产业园 

通过石墨烯上下游应用技术研发与应用产品示范推广，构筑以应用企业为主体，成为产学研相结合的产业链集群。2013年12月25日，重庆石墨烯产业园在金凤电子信息产业园正式揭牌，产业园计划用5年左右培育石墨烯应用研发企业20家以上，引进、发展下游应用生产企业100余家，建成产值1000亿元的国家级石墨烯产业化示范基地。 

无锡石墨烯产业园区 

我国石墨烯产业技术创新战略联盟在国内设立的首个石墨烯技术研发及产业应用创新示范基地。 

国内石墨烯优势企业 

北京生美鸿业科技有限公司

产品领域：应用已开发的石墨烯透明导电薄膜技术研制新一代智能调光膜已取得突破性进展。 

北京碳世纪科技

产品领域：具备生产单层石墨烯的工业化方法，且在石墨烯改性活性炭、塑料、橡胶，催化剂载体等领域取得实质性进展 

长沙罗斯科技有限公司 

产品领域：司自主设计的石墨烯中试生产线，已成功规模化生产出低成本石墨烯，在生产技术、工艺、设备等方面获得多项突破，可为下游企业及科研院所无偿提供高质量的石墨烯样品试用 

重庆墨希科技有限公司 

产品领域：目前研发团队已经成功研制出国内首片15英寸的单层石墨烯导电屏幕，公司将以中科院重庆绿色智能技术研究院作为技术依托，推进大面积单层石墨烯的产业化应用和开发。随后将进一步在OLED、太阳能电池、超级电容等领用进行试用和推广，在军事方面也将得到广泛的应用。 

常州第六元素材料科技股份有限公司 

产品领域：2013年实现了国内首条大规模宏量制备、全自动控制的粉体石墨烯生产线，目前石墨烯粉体产能100吨/年。预计2016年可年产1000吨粉体石墨烯，销售收入超过6亿元。公司在导电涂料、防腐涂料、散热材料、复合材料、储能器件等石墨烯应用领域的研发已经取得了实质性的进展。 

深圳六碳科技有限公司 

产品领域：深圳六碳科技专注于石墨烯薄膜材料的工艺研发和设备研制，尤其是化学气相沉积法(CVD)的工艺研发和设备开发。目前，立足于化学气相沉积法(CVD)技术，六碳科技已经完成了6万平方米/年的石墨烯制造设备和产线建设，为下游透明导电膜和导热膜产业批量提供实用化的石墨烯材料。 

广东粤网节能 

产品领域：2012年3月在中国深圳成立,以石墨烯研发生产为发展方向的高科技企业。仅仅十个月的时间申报10余项发明专利（及国际PCT），并完成了若干项具有世界领先水平的重大技术突破。2014年，公司的“单层石墨烯量产技术”项目成功荣获“深圳市战略性新兴产业专项资金资助”，还分获“广东省留学人员创业启动资助”和“深圳市留学人员来深创业前期费用补贴项目”支持。 

青岛华高墨烯科技股份有限公司 

产品领域：青岛华高能源科技有限公司成立于2012年12月，自主研发了单层石墨烯粉体及分散液、石墨烯量子点、大片单层石墨烯、石墨烯导电纸、氧化石墨烯气凝胶、氧化石墨烯水溶液、石墨烯功能复合塑料、球磨石墨烯粉末等12大系列高品质石墨烯产品。 

深圳贝特瑞电子有限公司 

产品领域：深圳贝瑞特电子有限公司是一家专业生产手机锂电池、锂电PCM板锂电充电器等产品的厂家，公司的主要产品为锂电池、充电器和单节、双节及多节锂电PCM板。 

深圳市国创珈伟石墨烯科技有限公司 

产品领域: 主要经营石墨烯材料开发及销售；石墨烯导热涂料、散热片及相关导热产品开发及销售；LED、太阳能电池及其他节能产品的热管理技术开发及销售；新能源创意材料的设计、开发与销售；新能源项目的技术咨询。 

其他石墨烯生产企业： 

厦门烯成新材料科技有限公司；

常州二维碳素科技有限公司；

常州立方能源技术有限公司；

常州立英新材料科技有限公司；

常州瑞丰特科技有限公司；

常州碳时代科技有限公司；

泰州巨纳新能源有限公司；

银基烯碳新材料股份有限公司

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石墨烯盛会预报-2015中国国际石墨烯创新大会即将在青岛召开 

2015年中国国际石墨烯创新大会将于2015年10月28日至30日在海滨之城青岛的香格里拉大酒店举行。主题为“石墨烯的商业化解决方案”，主题演讲和分会讨论内容将涵盖包括制备技术、标准化、新能源、散热、触屏、导电油墨、复合材料、功能涂料等30多个细分领域，同时设有行业展览交流及学术海报展示。会议邀请了石墨烯旗舰计划的项目经理（Ivan Buckley）及相关技术人员做相关报告。