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德尔未来石墨烯储备量
德尔未来石墨烯储备量
为何石墨软石墨烯“硬”
2019-01-04 15:47:49
导读
为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。
石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。
为何石墨软，石墨烯“硬”？
2019-01-03 09:37:04
为什么石墨那么软，而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，其实这里涉及两个不同的概念，一个是强度，这是力学概念，一个是硬度，属于物理概念。
石墨烯的“硬”，是指强度高，衡量强度的指标是杨氏模量，根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高，可达1T帕(压强单位)，是材料里最高的，所以石墨烯是硬物质，可以说是很硬。相应的像橡胶这些，模量只有几千帕，就是软物质，很软。
材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念，这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说，石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好，就是它抗断裂的能力很强，这也和它的韧性很好有关系，因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软，这是物理概念，指的是硬度。硬度的衡量，是用一种材料去破坏另一种材料，被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力，非常弱，只要用固体去划它，都能把它的片层错开，所以石墨很容易被破坏，就是说石墨很软。
清华教授朱宏伟谈“黑金”石墨烯：未来任重道远
2019-03-06 10:10:51
导读
清华大学材料学院教授朱雄伟，在石墨烯材料范畴有近十年的研讨，他和团队合作开发了一种根据石墨烯的多功能电子皮肤，经过快速改变的器材色彩精确地勘探细小的变形影响。
石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”，乃至被誉为“彻底改变21世纪的黑科技”。之所以有这样的美誉，是由于石墨烯是人们发现的第一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。由于碳原子特殊结构的摆放导致了石墨烯具有一些十分奇特的特性：石墨烯不仅是世界上最硬的材料，并且有很强的柔韧性;并且具有高导热性和超快的载流子迁移率。他是谁?他是清华大学材料学院教授，在石墨烯材料范畴有近十年的研讨，他和团队合作开发了一种根据石墨烯的多功能电子皮肤，经过快速改变的器材色彩精确地勘探细小的变形影响。
精彩观念
1、石墨烯在制备上还有瓶颈，还没有真实安稳、牢靠、高质量、高可控的批量制备技能。
2、结构缺点仍然是现在石墨烯制备中存在的问题，但能够奇妙的使用这一缺点，开发高活络多功能柔性传感器。
3、国外许多大厂商重视石墨烯，都必定会想着先把前期路铺好，宁可将许多资金投入根底研制，也不会盲目建生产线。但我国厂商总是先将架子搭起来，但就是个空架子，都不敢运转，由于没有下流商场。
4、现在石墨烯的问题，仍是没有找到一个真实合适它的使用，石墨烯在电池方面不会是一个打破性的，推翻性的使用。
5、石墨烯的确有泡沫，鱼龙混杂，可是这个现象是一个东西能走向老练，最后能使用起来的一个必定存在的现象。
6、本年是是一个很要害的一年，假如真实找不到使用，无论是资本商场仍是根底研制根本都会退了。
访谈安排在清华大学逸夫技能科学楼，此刻正值校园暑假，但却是朱雄伟最繁忙的时分，唯有这时才干忙些自己感兴趣的工作。在去往朱雄伟教授的办公室途中，会经过2-3个贴有“朱雄伟试验室”的房间，门都开着，有一两个学生在里面繁忙着。
在采访之前就传闻朱雄伟教授观念十分尖锐，对石墨烯研讨已经有十余年的时刻。果不其然，他会推翻业界对“黑金”石墨烯的盲目推重;他会直言，国内许多厂商打着石墨烯的幌子趁火打劫;他会说，所谓的“用石墨烯制造电容设备几分种就能完结智能手机充电”过分夸大;他以为，国内石墨烯有泡沫很正常，这是走向老练的必定存在的现象。掣肘一：制备
2004年曼彻斯特大学的两位科学家(K. Novoselov和A.Geim)费劲地用胶带从石墨上剥离下来了一点石墨烯，由此取得了2010年诺贝尔物理奖，并被视作“石墨烯之父”，而石墨烯也走入科研界和工业界视界，成为追捧的目标。
石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”，乃至被誉为“彻底改变21世纪的黑科技”。之所以有这样的美誉，是由于石墨烯是人们发现的第一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。由于碳原子特殊结构的摆放导致了石墨烯具有一些十分奇特的特性：石墨烯不仅是世界上最硬的材料，并且有很强的柔韧性;并且具有高导热性和超快的载流子迁移率。
这些特性随意哪一个被使用都将是推翻当时工业的技能：比方石墨烯的通明性、导电性和柔性使用在电子器材范畴，就能够完结柔性触控屏，手机能够像腕表相同折叠起来;石墨烯的抗渗性和导电性可使用于防护涂层和阻隔阂;石墨烯的柔性、通明性及对多种物理信号的高活络度呼应能够制成传感器，使用在多功能电子皮肤;也能够用石墨烯做电极材料，提高储能器材的功能。
随意哪一种使用都能够说是推翻性的革新。华为创始人任正非在承受媒体采访时曾表明未来十年到二十年内会迸发一场技能革新，石墨烯年代将会推翻硅年代，石墨烯是技能革新前沿。但所谓的“石墨烯年代”其实还很悠远。
“在制备上，我觉得还没有真实安稳、牢靠、高质量、高可控的批量制备技能。尽管国内近两年在制备方面有许多打破。”朱雄伟教授表明。
石墨烯的制备办法首要包含：机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法、气相堆积法等。
“尽管制备技能多种多样，但假如取得高晶度、高质量的石墨烯仍是有难度。”朱雄伟表明，“材料能够使用起来很大程度上取决于制备，只要取得安稳牢靠批量的制备技能，才干够完结工业化。其实曾经的材料都是这样的形式，不管是钢铁、半导体、塑料、高分子，没有牢靠的批量制备技能，根底研讨做的再好也都用不起来。”
掣肘二：使用
尽管在制备上还存在问题，但我国石墨烯工业却好像迎来了“春天”：来自我国经济信息社发布的《2016-2017我国石墨烯开展年度报告》显现2016年以来，我国石墨烯厂商迸发式增加，年新增厂商超越700家，其间研制类厂商占比约43%。
不仅如此，从政府层面也对石墨烯工业进行鼓舞支撑，各地政府纷繁建立了与石墨烯相关的工业园区或许厂商联盟或是演示基地。
“我感觉现在我国的石墨烯工业是走在最前面的，不管是政府、厂商、、资本商场、学术界都给予了很大的重视。别的，就是咱们都在尽力找使用，能够让其真实走向普通百姓的使用。”朱雄伟教授表明。
关于我国石墨烯工业现状，中科院院士刘忠范在承受汹涌新闻时曾总结道：我国的石墨烯职业存在许多不正常现象。股票商场盲目炒作，使用石墨烯名字圈钱;地方政府盲目上马，圈地建工业园;还有一批不负责任的石墨烯玩家炒概念。
有媒体曾报导假如用石墨烯制造电容设备，它的充放电速度是锂电池100倍——1000倍，几分钟就能完结智能手机充电。对此，朱雄伟教授这个在理论和试验上都不建立。
在朱雄伟看来，我国许多厂商开发的石墨烯使用过于粗放了，石墨烯的真实能够发挥作用的应该是能充分使用其“轻、薄、柔”等结构特色的场合，或在微纳芯片、光电子等中心器材里。
与国外比较，我国石墨烯工业开展有点“急于求成”。朱雄伟表明，国外许多大厂商重视石墨烯，都必定会想着先把前期路铺好，宁可将许多资金投入根底研制，也不会盲目建生产线。但我国厂商总是先将架子搭起来，但就是个空架子，都不敢运转，由于没有下流商场。
“许多厂商都是免费送石墨烯，但仍然用不起来。”朱雄伟表明，“我国石墨烯商场有泡沫，鱼龙混杂，可是这个现象是一个东西能走向老练，最后能使用起来的一个必定存在的现象。本年是是一个很要害的一年，假如找不到真实的使用，无论是资本商场仍是根底研制的热心都会有所衰退。”
掣肘变成优势:多功能电子皮肤
结构缺点仍然是现在石墨烯制备中存在的问题，朱雄伟教授及其团队奇妙的使用了这一缺点，开发了一种根据石墨烯柔性传感器的多功能电子皮肤。
关于多功能电子皮肤研讨团队许多，材料也多种多样，有传统碳材料、金属材料、半导体材料、纳米材料等等。但朱雄伟教授团队是较早根据石墨烯开发高活络多功能柔性传感器的。
“为何是石墨烯，由于仿造人的皮肤需求和身体能够很好的贴合。所以这个东西必定要薄，乃至要通明就像电子纹身相同，还要能够感知和传递各种信号。石墨烯的特性是这一使用的最佳材料之选。”朱雄伟表明。
正如前文所说到的，现在取得高晶度、高质量的石墨烯在制备上还存在必定难度。因而，朱雄伟在想，是不是能够避开制备技能上的高要求，或许有些使用就是使用这一有缺点的石墨烯，比方传感器。
晶化、高质量的石墨烯对变形不活络，但一旦规划一些缺点，立刻就会活络起来，而这正是传感器需求的，需求对外界信号的改变活络。
“石墨烯要是一个完好的单晶片，当变形的时分，电阻改变不大，也就不活络。因而，咱们规划了一种特殊的结构，就像鱼鳞相同。”朱雄伟描述，“把石墨烯的每一小片堆起来，在拉伸时片和片之间会有滑动，电阻会敏捷改变。极端细小的变形就会使电阻有一个十分显着的改变。”
就是使用这样一种奇妙的仿生结构，进一步了规划根据石墨烯的多功能电子皮肤，极大地降低了变色阈值的敞开应变，在应变10%以内，经过快速改变的器材色彩精确地勘探细小的变形影响。
现在，朱雄伟教授想把这个产品原型进行产品化，做成监测人体生理状况的可穿戴设备;别的，经过不同的堆叠结构还规划出了根据石墨烯试纸的液体分析办法，使用到食品安全方面，检测饮料、酒类，进行辨认、防伪、真假的区分。
漫画简介石墨烯！
2019-03-08 09:05:26
石墨烯被称为“黑金”，又被称为“新材料之王”，是现在发现的最薄、强度最大、导电导热功能最强的一种新式纳米材料，极有或许掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革新。
石墨烯的制备上，多晶薄膜有望未来1-2年内完成产业化使用，单晶石墨烯工业组成办法仍未找到，因而间隔产业化还很悠远。低成本的使用氧化还原法出产石墨烯粉体，一起可以使用CVD法出产出层数可控、大面积的石墨烯薄膜是未来研究要点，也是推进职业开展的要害点。而在使用层面，未来被看好的范畴是锂离子电池、柔性显现、太阳能电池和超级电容器。
石墨烯真神奇
2019-03-07 10:03:00
近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展，有望在不久的将来构成石墨烯工业。
日前，在深圳举行的第十九届我国世界高新技能效果交易会上，石墨烯作为独具特色的新材料再次引起人们的重视，成为这个国内最大规划、最具影响力的科技展会上一个耀眼的“明星”。石墨烯到底有哪些奇特之处，能为人们带来什么惊喜?记者采访了相关专家。
人类正行进在以硅为首要物质载体的信息年代，下一个量子年代，石墨烯很或许锋芒毕露
和金刚石相同，石墨是碳元素的一种存在方式。风趣的是，因为原子结构不同，金刚石是地球上自然界最坚固的东西，石墨则成了最软的矿藏之一，常做成石墨棒和铅笔芯。
科学家介绍说，石墨烯是从石墨材料中剥离出来，只由一层碳原子构成、按蜂窝状六边形摆放的平面晶体。浅显地讲，石墨烯就是单层石墨。一块厚1毫米的石墨大约包括300万层石墨烯;铅笔在纸上悄悄划过，留下的痕迹就或许是好多层石墨烯。
这种只要一个原子厚度的二维材料，一向被以为是假定性的结构，无法独自安稳存在。直至2004年，两位英国科学家成功地从石墨中别离出石墨烯，证明了其可以独自存在，并因而一起获得2010年诺贝尔物理学奖。
据我国电科55所所长、微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室主任高涛博士介绍，石墨烯共同的结构让它具有更导电、更传热、更坚固、更透光等优异的电学、热学、力学、光学等方面的功能。轻浮、强韧、导电、导热……石墨烯这些特性赋予人们许多幻想空间。
石墨烯的特色首先是薄，可谓现在世界上最薄的材料，只要一个原子那么厚，约0.3纳米，是一张A4纸厚度的十万分之一、一根头发丝的五十万分之一。与此一起，石墨烯比金刚石更硬，透光率高达97.7%，是世界上最坚固又最薄的纳米材料。
一起，它又能导电。石墨烯的电子运转速度达1000千米/秒，是光速的1/300，十分合适制造下一代超高频电子器材。石墨烯仍是传导热量的高手，比最能导热的银还要强10倍。
石墨烯的特性，也体现得很“好玩”。比方当一滴水在石墨烯表面翻滚时，石墨烯能敏锐地“察觉”到纤细的运动，并发生继续的电流。这种特性给科学家供给了一种新思路——从水的活动中获取电能。比方，在雨天可以用涂有石墨烯的雨伞进行发电，或许可以做成活络的传感器材等。
“人类阅历了石器、陶器、铜器、铁器年代，正行进在以硅为首要物质载体的信息年代;而下一个量子年代哪种材料将锋芒毕露呢?很或许是石墨烯。”浙江大学高分子科学与工程学系教授高明说。
未来电动轿车运用石墨烯电池，花两三分钟就或许把电充溢
因为石墨烯的奇特功能，加上制备简洁、研讨视角多维，其运用潜力巨大、适用职业广大，成为抢眼的材料“新星”一点不古怪。石墨烯从发现到现在仅10余年的时刻，已获得了许多令人震慑的研讨效果，称得上是人类历史上从发现到运用最快的材料。
高明说，从材料化学视点看，石墨烯会带来资源、环境、化工、材料、动力、传感、交通机械、光电信息、健康智能、航空航天等范畴的改动或革新。我国石墨矿储量丰厚，约占全世界的75%，其高效开发将引起碳资源及我国大资源战略的新定位、新考虑、新规划。
石墨烯的工业化出产则将促进化工、机械、智造、自控等职业的技能前进。石墨烯的增加可以发生多功能复合材料，用来制造高功能电池、电容器。石墨烯传感器可以在生物检测、光电勘探方面大显神通，石墨烯及其它二维材料的异质叠合材料可制造高功能晶体管。
可以说，石墨烯技能将对咱们的吃、穿、住、行、用、玩都发生影响。石墨烯复合膜阻氧阻水功能好，可前进食物保质期;石墨烯纤维可制成发热服饰和医疗保健用品;石墨烯电热膜电热转化效率高，可逐渐替代暖气供热;石墨烯系列材料可用于轿车、火车等交通工具，石墨烯导热膜可用于手机高效散热……
石墨烯另一个被寄予厚望的运用范畴是电能贮存。它的优势在于充电速度快，并且可以重复运用几万次。但现在石墨烯存储的电量不如电池多，还无法存储足够多的电能。未来，跟着充电设备的日益完善和相关技能的前进，电动轿车运用石墨烯电池，花两三分钟就或许把电充溢。
我国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室副主任孔月婵博士介绍说，石墨烯的电子运转速度是硅的十倍，由石墨烯制造的高频器材理论上作业频率可以到达硅的十倍乃至上百倍。石墨烯引发的技能很或许从人们常见的小小芯片开端。
此外，科研人员已完结柔性衬底晶体管的研发，正在测验柔性通讯电路的研发。未来不管是可以折叠的显现屏幕，仍是可以植入人体的可穿戴设备，都或许靠这样的石墨烯器材来完成。
高涛以为，即便在试验室条件下，石墨烯的奇特功能仍然没有彻底释放出来。因为技能层面还存在着不少应战，真实大面积运用还有很长的路要走。但经过加强需求和研讨的结合，不断在石墨烯材料的制备和器材研发方面获得重要打破，发明更多更新更具颠覆性的运用，石墨烯这种新一代战略性新式材料将会极大改动人们的生发日子。
国内石墨烯研讨与国外底子同步，有望在不久的将来构成石墨烯工业
石墨烯一向是世界上的研讨热门，并在不断升温。近几年来，全球石墨烯相关的论文和发明专利简直呈指数式增加，不只各类优异的物理化学功能被猜测、证明，并且由此生宣布许多详细的研讨方向。
据了解，许多国家正在抢夺石墨烯技能的制高点。欧盟石墨烯旗舰方案以石墨烯传感为首要研讨方向，美国正在测验使用石墨烯完成通讯的柔性化并获得了明显的效果，韩国继续支撑石墨烯柔性显现的研讨并制备出了演示产品。
高涛说，整体来讲，世界上石墨烯各项优异功能正逐渐从试验室研讨向产品运用过渡，一起一些潜在的功能或运用还在不断被开掘。但这个工程化是一个长时间而困难的进程，给我国完成赶超世界水平、占据技能制高点带来了绝好的机会。
高明以为，现在国内石墨烯研讨与国外底子同步，一些方面有原创和引领性效果。国内研讨侧重化学和材料，国外更偏机理和器材。国内石墨烯的研讨在理论研讨方面可说是已完成与世界先进水平“并跑”，论文、专利不管数量仍是质量都具有很强的世界竞争力。到2016年3月，我国石墨烯的专利总数占全世界的56%。与此一起，国家赞助了很多有关石墨烯的基础研讨项目，开始构成了政府、科研机构和厂商协同立异的产学研协作对接机制。
例如，清华大学开宣布米级石墨烯单晶薄膜的快速制备技能;我国电科55所研宣布了世界上最快的柔性石墨烯晶体管;浙江大学纳米高分子团队则经过近十年研讨，开宣布了石墨烯纤维、石墨烯接连拼装膜、石墨烯超轻气凝胶及石墨烯无纺布等。
受访专家指出，各个方向不断呈现令人惊喜的研讨效果，让人们对石墨烯的未来充溢等待。但整体来讲，石墨烯技能成熟度还比较低。关于石墨烯的开展，其限制要素或许说难点，首要在材料制备技能、全新规划理念和二维控制技能等方面。其间，高品质、大批量的石墨烯质料问题暂时没有底子处理，还需要进行很多技能攻关。有些技能如单层氧化石墨烯、石墨烯单晶等在试验室制备成功了，但完成工程化、接连性、低成本、高效安稳制备还有较长的路要走。只要真实高品质的石墨烯量产了，颠覆性运用才会呈现。
不过科学家们也比较达观，近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展，有望在不久的将来构成石墨烯工业。
石墨烯基础科研现状
2019-01-04 09:45:43
石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段，随后即进入快速成长阶段;从2008年开始，尤其是在2010年石墨烯发明者获得了诺贝尔奖之后，关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。
下文从专利分布、研究机构分布、研究领域分布和主要研究成果等方面梳理目前石墨烯的基础科研动向。
一、专利分布
目前全球共有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究，其中包括三星、IBM等科技巨头。我们通过最近几年的专利申请情况对目前石墨烯的研究进展进行概览。从专利申请总量来看，2010年以来全球石墨烯专利申请总量呈爆发式增长;2012年全球石墨烯专利申请量已经达到3500个，可见目前全球范围内正在掀起石墨烯研究与开发的高潮。
从石墨烯专利申请国别分布来看，2013年全球石墨烯专利申请量最大的是中国，其次为美国、韩国和日本。在石墨烯相关论文方面，欧盟排名第一，2013年共发表了7800篇论文;就国别而论，依然是中国排名第一，共发表了6649篇论文。
总体而言，目前中国已经处在石墨烯研究的前沿阵地;但是，从研究深度和创新性而言，非常核心的技术和创新性技术中国仍未掌握。二、研究机构分布
从事石墨烯研究的机构比较广泛，包括学术研究机构、企业、个人和政府层面。比较普遍的研究模式是学术研究机构与企业的合作，例如韩国三星与韩国成均馆大学合作对石墨烯的制备基础方法和应用开展研究。
从研究机构专利数量口径看，在前十名中，有4家机构来自韩国，4家来自中国，2家来自美国。并且，6家机构都是科研院所或独立科研机构，4家为企业。其中，专利数量最多的是韩国三星电子，其专利申请数量为210个，占全球总量的7.3%，其研究范围涵盖了石墨烯制备方法和在显示屏、锂电池领域的应用;其次为韩国成均馆大学、浙江大学、IBM、清华大学等。三、研究领域分布
从石墨烯研究领域分布看，全球研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。
中国石墨烯研究热点主要分布石墨烯纳米复合材料、石墨烯制备、石墨烯电极等方向。我们统计了前20位主要研究机构的重点研究领域，发现研究热点分布于：(1)复合材料;(2)碳纳米管;(3)电容器;(4)传感器;(5)晶体管;(6)透明电极;(7)锂电池;(8)燃料电池。上述研究大多属于石墨烯应用，而关于石墨烯的制备改进工艺或者大规模量产石墨烯的基础研究非常少。
四、最新研究成果
在石墨烯制备方面，最新的研究成果是在生成单晶石墨烯的方法上，目前有两种方法已经能获得直径约为1mm的单晶石墨烯和直径为25px的单晶石墨烯，但是这两种方法各有优劣。
在石墨烯应用方面，最新的研究成果包括把作为光敏元件(PD)的光增益提高到了原来的约1000倍、提高柔性湿度传感器的响应时间等。在锂电池、半导体、传感器、无线通讯、电容器、电子元件、海水淡化等多个领域都有重大突破。
在众多最新研究成果中，属于中国研究机构的成果依然稀少，印证了前文中我们提到的，虽然中国在专利申请和论文发表方面在国际领先，但是在真正的研究前沿方面距离美国、日本和韩国等国家仍有一定差距。
未来3到5年 专利将成为石墨烯行业竞争主方向
2019-01-04 17:20:24
[导读] 石墨烯产业经历2010年以前的婴儿期，目前正处于发展成长的初期阶段，可谓恰逢全球专利布局的战略机遇期。未来3到5年，石墨烯专利诉讼如同没有硝烟的战争会时常发生。这主要是因为，很多企业的国际专利布局意识薄弱，不懂如何运用这把“利器”自我保护。那么，石墨烯行业如何开展全球专利布局，以免未来陷入纷争呢？中国粉体网讯 一年前，英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究院发布首个商业化应用产品，却因知识产权有可能归属海外而遭到国会质疑。不久，研究院成立了一家公司，专门用于保护其产品不被侵权。 有多位业内人士断言，未来3到5年，石墨烯专利诉讼如同没有硝烟的战争会时常发生。这主要是因为，很多企业的国际专利布局意识薄弱，不懂如何运用这把“利器”自我保护。那么，石墨烯行业如何开展全球专利布局，以免未来陷入纷争呢？全球石墨烯专利格局初现端倪 石墨烯产业经历2010年以前的婴儿期，目前正处于发展成长的初期阶段，可谓恰逢全球专利布局的战略机遇期。 据中科院宁波材料技术与工程研究所近期发布的《2015石墨烯技术专利分析报告》（简称《报告》）显示，中国处于石墨烯技术原创国之首，专利受理数量世界领先，占据46%的份额；韩国、美国、日本紧随其后，但专利申请数量有较大差距。尽管如此，这三个国家都在积极进行全球布局，向海外申请的专利最多。 各国专利布局主要分两种情况：一是重视本土专利申请，但国外专利技术布局相对薄弱。如中国虽专利申请体量大，但在日本、韩国和美国仅有少量专利申请。二是既重视本土，也瞄准海外市场。如美国境内半数的专利申请来自海外，其中以日、韩居多；美国在日、韩申请的专利也不少，分别达22%和9.3%。 一般来说，企业技术研发更贴近市场，从技术专利到市场商品的转化会比较快；而高校和科研院所的技术研发大都偏重于前沿探索，与市场需求相对较远。据《报告》统计，全球专利申请数量排名前35的机构中，中国仅有1家企业上榜，其余都是高校和科研院所；而美国和韩国企业在专利申请数量较多的机构中占比较大。此外，韩国三星公司在美国的专利申请数量排名第一，而中国仅清华大学和鸿海精密工业股份有限公司在美国有较多专利申请。专利布局有利提升国际竞争力 “假如某企业在做一项石墨烯技术研究，若事先不了解国外早有人发表过相关论文或申请过相关专利，弄不好会白忙一场；这家企业如有新产品欲销往海外，未得到全球认证也会在国际市场上受限。因此，一个国家的专利布局没做好，会使很多企业信息闭塞、处处被动。在国际上，专利布局是保护一个国家产业的利器。”鹰鹏集团技术主管曾为霖博士对科技日报记者说。 谈到石墨烯国际专利布局的好处，中科院宁波材料技术与工程研究所研究员刘兆平博士表示：“此举一方面可提高石墨烯企业的国际竞争力，助推其抢占相关领域的技术制高点，进而获取更高的利润；另一方面，技术标准的竞争已成为现今市场竞争的新趋势，而国际专利布局能够为各国企业参与制定国际标准提供坚实的技术基础。” “打铁还需自身硬”。针对目前我国专利质量总体不高和基础核心专利数量较少的现状，原科技部知识产权事务中心主任杨林村在接受记者采访时建议：首先，高校作为石墨烯研发的主体，要加强与企业的合作，共同研发市场急需的产品，而企业在资金支持方面要有耐心；其次，政府的持续投入不可或缺，特别是在前期研发和关键培育扶持阶段；第三，技术创新也可采取逆向思维，如以设定研制超强石油钻头或航空发动机耐高温材料为目标，围绕石墨烯耐磨、高强度等特点，搭建全技术链条，从实 验室到产品一条龙做到底，最终形成产品，在此过程中依托技术发明和市场竞争安排专利申请。 中国如何发力立于不败之地 关于石墨烯企业的海外专利布局，曾为霖表示，中国已召开多届世界瞩目的国际石墨烯创新大会，吸引了各国业内人士的参与。这是一个很好的方式和平台，由此可以发现最新的专利动态，了解各国研究方向，弄清自己的产品在海外的状况，并让其在海外得到保护。专利是一种保护，也是一种应用。通过搭建平台，既可以把国外好的专利引进来，又能把国内好的专利技术推出去，使国内外的石墨烯专利实现对接，甚至形成专利共享。 刘兆平指出，专利纷争是一种市场行为，有市场利益的地方就会有专利纷争。例如，目前石墨烯薄膜技术（可应用于电子技术领域）的专利主要流向美国、日本和韩国，如果未来这三国组建专利联盟并抢占标准制高点，将对我国非常不利。而将来我国产品走向海外，也不可避免会面临专利纠纷。因此，我国企业不仅要积极组建专利联盟，制定自身的技术标准体系，还需加强国际专利布局，在产业化中尽可能与国外公司形成技术交叉许可局面。 刘兆平强调，石墨烯企业一方面要研究最新国际技术动态和市场情况，跟踪国际竞争对手的技术研发方向；另一方面，要扎实做好技术开发并积极参与标准制定，做好情报信息分析和技术储备工作。政府部门应从政策上加强引导，支持石墨烯领域各相关单位建立协作机制和产学研联盟；此外，还应设立专项基金，加强石墨烯技术的国际知识产权研究，为我国企业制定国际专利布局策略提供支持。
石墨烯在水性涂料中应用
2019-03-07 09:03:45
水性涂料是国家发起开展的环境友好型涂料，但某些功用尚不及相应的溶剂型涂料，影响其开展。石墨烯具有共同功用，可改善水性涂料功用，促进其开展，给涂料作业者带来新的等待。石墨烯在涂猜中运用首先是改性溶剂型涂料，但用于改性水性涂料也有显着开展。改性办法可用共混法复合改性，也可用原位聚合和溶胶-凝胶技能复合法改性，还可用偶联剂润饰，一同实施不同的功用改性。
1 用钛酸酯偶联剂润饰水涣散改性石墨烯
按通用办法将石墨制成氧化石墨烯，向氧化石墨烯涣散液内分别参加钛酸酯和，在水浴加热法下发作反响，使氧化石墨烯复原并一同嫁接上钛酸酯偶联剂分子。将取得的混合液进行后处理和真空枯燥，得到粉末状改性石墨烯。
因为钛酸酯偶联剂对氧化石墨烯进行了表面润饰，不再发生聚会，故石墨烯水涣散体稳定性高，可长期储存，合适用于复合材料及涂层材料的制备。制备工艺简洁，出产效率高，出产进程和产品均能契合环保要求。
2 石墨烯与基体树脂共混复合水性涂料
2.1 水性导电涂料
石墨烯/聚酯树脂复合水性导电涂料。用Hummers法制备氧化石墨烯，经两步化学复原法得到有机分子润饰的石墨烯水溶液，参加聚酯、助剂和交联剂、催化剂，经液态共混，制备得到水性导墨烯涂料。该涂料具有高导电功用和力学功用，可运用于电磁屏蔽、抗静电、防腐、散热、耐磨及电子线路等范畴，具有广泛的运用价值。
2.2 石墨烯改性水性环氧树脂耐磨玻璃涂料
石墨烯改性的耐磨水性玻璃涂料由两组分组成，榜首组分为基体成膜物，第二组分为固化剂。其间榜首组分包含改性环氧树脂20%～40%、助剂0.5%～7%、氧化石墨烯0.1%～5%、偶联剂1%～2%，其他为水(均为质量分数);第二组分是胺类固化剂。在运用前将两组分混合，其间第二组分占混合物质量分数的3%～30%。该涂料具有硬度高、耐磨性好、与玻璃基底亲和力与附着力强、耐水、耐乙醇性好，且契合环保要求。别的制备办法简洁，具有重要的商业化运用价值。
2.3 石墨烯改性酸酯聚合物水泥防水涂料
用Hummers法制备的氧化石墨烯参加酸酯类聚合物乳液中，参加选用的助剂，按份额参加水泥，拌和涣散，制成氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料。该涂料显着增加了酸酯类聚合物乳液成膜的抗拉强度;进步了耐水性;此外，氧化石墨烯丰厚的含氧官能团能够调理水泥水化产品晶体的成长，进步其抗拉强度和耐性。故氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料具有杰出的耐久性、抗渗性以及物理力学功用，运用远景宽广。
2.4 石墨烯改性聚酯树脂复合水性涂料
2.4.1 石墨烯/水性聚酯纳米复合乳液
将真空脱水的聚醚多元醇(N210)和TDI反响制得聚酯预聚体，参加二羟甲基引进亲水羧基，加中和盐基化，参加氧化石墨烯水溶液、去离子水和乙二胺进行乳化反响，减压蒸馏出后，滴加维生素C溶液进行原位复原反响，得到石墨烯/水性聚酯纳米复合乳胶树脂。该乳胶树脂可运用于静电防护、防腐涂层、建筑涂料等范畴，本发明工艺简洁、环保、合适大规模出产。
2.4.2 石墨烯/TiO2复合材料改性水性聚酯抗菌涂料
纳米TiO2作为光催化纳米材料的一种，有抗菌灭菌效果，但它关于可见光吸收率较低，纳米粒子趋向于集合，大大降低了其灭菌效果。在含纳米TiO2抗菌涂猜中，引进5%以下的石墨烯，显着进步涂料对可见光吸收率，并加强纳米TiO2的光催化活性和抗菌、灭菌才能，使改性后的水性聚酯在抗菌灭菌归纳功用方面有很大进步。而且具有杰出的表面功用、耐水性和力学功用。
3 石墨烯/聚酯原位聚合的水性导电涂料
石墨烯比较传统的碳系导电填料(炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维等)具有愈加优异的导电性及机械功用。
用二元胺对氧化石墨烯进行基化改性，后用化学复原康复石墨烯的共导电系统，使用石墨烯表面的—NH与—NCO封端的水性聚酯原位聚合，制得含石墨烯的水性聚酯导电涂料。
该导电涂料具有防辐射、抗静电、防腐蚀、耐磨等特性，可用于高分子材料、金属材料、纺织材料表面等方面。
4 用溶胶-凝胶技能制备改性石墨烯/水性聚酯纳米复合涂料
中国科技大学Xin Wang等于2012年在《Surface& CoatingsTechnology》上宣布了他们的研讨论文：用溶胶-凝胶技能制备改性石墨烯/水性聚酯复合纳米涂料，分3部分：
(1)硅烷改性石墨烯纳米薄膜制备。用Hummers法制备氧化石墨烯(GO)，然后对GO水涣散体用化学复原成GNS，再用DCC(N,N'-二环己基碳化二亚胺)和3-基丙基三乙氧基硅烷(APTES)功用改性，用超声波涣散1h，在70 ℃下拌和反响24 h，经后处理得到APTES功用改性的石墨烯纳米膜f-GNS。
(2)硅烷APTES封端的水性聚酯(WPU)制备。用异佛尔酮二异酸酯(IPDI)、聚氧化丙二醇、一缩二乙二醇和三羟甲基混合多元醇组成PU预聚物，再和二羟甲基反响，然后加APTES反响，得到APTES封端的水性聚酯(WPU)，产率86.3%，数均分子量28600(GPC测定)。
(3)溶胶-凝胶技能制备f-GNS/WPU纳米复合涂料。凭借超声波将f-GNS粉末涣散在去离子水中制成悬浮液，将APTES封端的WPU参加其间一同混合，用调理pH值，制成f-GNS/WPU纳米复合涂料。
用1H-NMR、FTIR、XPS、GPC、AFM、HRTEM等表征了GO、f-GNS的结构，根本验证了图1所示的分子结构式与反响进程，及f-GNS/WPU纳米复合涂料产品结构和组成。纳米复合物中的T1、T2和T3代表了单、二和三替代的硅烷键合，证真实APTES封端的WPU和f-GNS相邻的硅氧烷分子之间缩聚反响，构成共价键。
5 结 语
5.1 石墨烯具有共同功用，研制热潮在全球突起
石墨烯是当今世界发现的“至薄”的晶体材料，厚度只要1个碳原子，也是“至坚”材料之一，并具有高导电性、高导热性。猜测在航空航天、世界勘探、海洋开发、国防工业、国民经济各方面具有不可估量的运用远景，研讨热潮在全球突起，国内也起步不俗，开展较快。
5.2 石墨烯在改性涂料功用方面展现了新的远景
对石墨烯在导电、防腐、阻燃、导热和高强度等功用涂猜中都具有十分诱人的潜在远景。
石墨烯与各种涂料树脂经过物理共混、原位聚合和溶胶-凝胶技能等法复合;或用偶联剂润饰，或选用原位聚合等工艺。这些工艺在改性水性涂猜中均证明可行，且功用改善显着。水性涂料经石墨烯改性，其功用有望“更上一层楼”，其进一步开展可期。
5.3 石墨烯改性涂料研制脚步初迈，要正确促进石墨烯出产及运用的开发热潮继续升温，但应镇定对待。
对出产厂商而言，石墨烯出产技能是否到达世界最先进，是否契合清洁文明出产工艺要求，本钱是否合理，有许多技能作业要做。石墨烯在涂猜中的运用，国内有不少研讨作业和专利宣布，开展势头较好，但不能说“已入胜境”。石墨烯和涂料树脂复合办法、助剂挑选、功用性改善，研制的空间都很大。国内宣布石墨烯改性水性涂料的作业和专利多是实验室效果，要到达有用并产业化，要更多投入，有许多研制作业要做。
稀土储备
2017-06-06 17:50:13
稀土储备在我国的稀土蕴藏量和
产量
在世界上都排第一，是举世公认的稀土资源大国。我国最大的稀土产地在内蒙古的白云鄂博和四川的凉山州。稀土具有丰富、优异的光、电、磁、超导、催化等性能，广泛应用于尖端科技领域，有“工业味精”“新材料之母”之称。由于过度开采、盲目竞争现象严重，我国的稀土资源始终没有得到有效保护和开发，资源效益也没有显现出来，业内人士戏称“真是黄金卖出萝卜价”。“国土资源部门为了从源头上控制稀土矿产品开采总量，2009年明确提出‘暂停受理稀土矿矿业权的申请’，但实践中一直是在停止办理状态。”内蒙古国土资源厅相关人员表示。尽管如此，我国的稀土矿产品的供求形势也一直不容乐观。即便是国土资源部下达的开采总量指标与其他两部委相比较低，但也远远没有改变稀土矿产品供大于求、廉价出口的局面。我国稀土资源向海外
市场
低价流失现象十分严重。2005年，我国稀土年出口量比1990年翻了9倍，但
价格
却下降了55%以上。因在我国购买稀土原料初级产品不受配额限制，一些发达国家的企业近年来又大规模在我国稀土资源区投资设厂。仅内蒙古就有近10家外资工厂。这些企业在当地大量买入稀土原料和
金属
，简单加工后便运到国外进行深加工或储备，成功地规避了我国出口配额限制。国外企业拿到初级产品，提纯后产品增值10倍。直到2009年，国外90%以上的稀土上中游产品都是从我国进口的。日本、欧美等国看准了便宜的“中国货”，甚至封存自己的矿，靠购买中国稀土满足其各
行业
及尖端科技领域对稀土资源的需求。我国所实施的稀土产品配额制一定程度上已被架空。海外
市场
的刺激，致使国内稀土乱采滥挖。各种各样的非法小作坊的无序开发，造成了稀土资源的大量损耗。多年下来，中国的稀土可开采储量从10多年前的占世界80%多，下降到了如今的52%。更多有关稀土储备的内容请查阅上海
有色
网
石墨烯的时代，还远没有到来
2019-03-06 10:10:51
导读前不久，任正非在承受媒体采访时宣称，未来10至20年内会迸发一场技能，“我以为这个年代将来最大的推翻，是石墨烯年代推翻硅年代”，“现在芯片有极限宽度，硅的极限是七纳米，现已接近鸿沟了，石墨是技能前沿”。这儿说到的石墨烯，终究是何方神圣？它真的能带来推翻吗？扫描电镜下的石墨烯，显现出其碳原子组成的六边形结构。图片来历：Lawrence Berkley National Laboratory石墨烯——一种只需一个原子厚的二维碳膜——确实是种令人惊奇的材料。尽管姓名里带有石墨二字，但它既不依靠石墨储量也彻底不是石墨的特性：石墨烯导电性强、可弯折、机械强度好，看起来颇有未来奇特材料的风仪。假如再把它的潜在用处开个清单——维护涂层，通明可弯折电子元件，超大容量电容器，等等——那简直是改动国际的发明。连2010年诺贝尔物理学奖都颁发了它呢！其实就在2012年，因石墨烯而取得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）和他的搭档曾经在《天然》上发表文章评论石墨烯的未来，两年来的开展也根本证明了他们的猜测。他以为作为一种材料，石墨烯“出路是光亮的、路途是曲折的”，尽管将来它或许能发挥严重效果，可是在战胜几个严重困难之前，这一场景还不会到来。更重要的是，考虑到工业更新的巨大本钱，石墨烯的优点或许不足以让它简略地代替现有的设备——它的真实远景，或许在于为它的共同特性量身定做的全新运用场合。
石墨烯终究是什么？
石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构成的材料。碳原子之间彼此连接成六角网格。铅笔里用的石墨就适当于许多层石墨烯叠在一起，而碳纳米管就是石墨烯卷成了筒状。石墨、石墨烯、碳纳米管和球烯之间的联系。图片来历：enago.com由于碳原子之间化学键的特性，石墨烯很坚强：能够曲折到很大视点而不开裂，还能反抗很高的压力。而由于只需一层原子，电子的运动被约束在一个平面上，为它带来了全新的电学特点。石墨烯在可见光下通明，但不透气。这些特征使得它十分合适作为维护层和通明电子产品的质料。
可是合适归合适，真的做出来还没那么快。
问题之一：制备方法。
许多项研讨向咱们展示了石墨烯的惊人特征，但有一个圈套。这些美好的特性对样品质量要求十分高。要想取得电学和机械功能都最佳的石墨烯样品，需求最费时吃力费钱的手法：机械剥离法——用胶带粘到石墨上，手艺把石墨烯剥下来。诺沃肖洛夫团队捐赠给斯德哥尔摩的石墨、石墨烯和胶带。胶带上的签名“Andre Geim”就是和诺沃肖洛夫一起取得诺贝尔奖的人。图片来历：wikipedia尽管所需的设备和技能含量看起来都很低，但问题是成功率更低，弄点儿样品做研讨还能够，工业化出产？恶作剧。要论工业化，这手法毫无用处。哪怕你把握了全国际的石墨矿，一天又能剥下来几片……
当然现在咱们有了许多其他方法，能增加产值、降低本钱——费事是这些方法的产品质量又掉下去了。咱们有液相剥离法：把石墨或许相似的含碳材料放进表面张力超高的液体里，然后超声轰炸把石墨烯雪花炸下来。咱们有化学气相堆积法：让含碳的气体在铜表面上冷凝，构成的石墨烯薄层再剥下来。咱们还有直接成长法，在两层硅中间直接设法长出一层石墨烯来。还有化学氧化还原法，靠氧原子的刺进把石墨片层别离，如此等等。方法有许多，也各自有各自的适用范围，可是迄今为止还没有真的能合适工业化大规模推行出产的技能。
这些方法为什么做不出高质量的石墨烯？举个比如。尽管一片石墨烯的中心部分是完美的六元环，但在边际部分往往会被打乱，成为五元或七元环。这看起来没啥大不了的，可是化学气相堆积法发生的“一片”石墨烯并不真的是完好的、从一点上成长出来的一片。它其实是多个点一起成长发生的“多晶”，而没有方法能确保这多个点长出来的小片都能完好对齐。所以，这些变形环不光散布在边际，还存在于每“一片”这样做出来的石墨烯内部，成为结构缺点、简略开裂。更糟糕的是，石墨烯的这种开裂点不像多晶金属那样会自我愈合，而很或许要一向延伸下去。成果是整个石墨烯的强度要折半。材料是个费事的范畴，想鱼与熊掌兼得不是不或许，但必定没有那么快。显微镜下的一块石墨烯，伪色符号。每一“色块”代表一片石墨烯“单晶”。图片来历：Cornell.edu
问题之二：电学功能。
石墨烯一个有远景的方向是显现设备——触屏，电子纸，等等。可是现在而言石墨烯和金属电极的接触点电阻很难抵挡。诺沃肖洛夫估量这个问题能在十年之内处理。
可是为啥咱们不能爽性扔掉金属，全用石墨烯呢？这就是它在电子产品范畴里最丧命的问题。现代电子产品全部是建筑在半导体晶体管之上，而它有一个要害特点称为“带隙”：电子导电能带和非导电能带之间的区间。正由于有了这个区间，电流的活动才干有非对称性，电路才干有开和关两种状况——可是，石墨烯的导电功能真实太好了，它没有这个带隙，只能开不能关。只需电线没有逻辑电路是毫无用处的。所以要想靠石墨烯发明未来电子产品，代替硅基的晶体管，咱们有必要人工植入一个带隙——可是简略植入又会使石墨烯损失它的共同特点。现在针对这个范畴的研讨确实不少：多层复合材料，增加其他元素，改动结构等等；可是诺沃肖洛夫等人以为这个问题要真实处理，还要至少十年。
问题之三：环境危险。
石墨烯工业还有一个意想不到的费事：污染。石墨烯工业现在最老练的产品之一或许是所谓“氧化石墨烯纳米颗粒”，它很廉价，虽不能用来做电池、可弯折触屏等高端范畴，作为电子纸等用处却是适当不错；可是这东西对人体很或许是有毒的。有毒没关系，只需它老老实实呆在电子产品里，那就没有任何问题；可是前不久研讨者刚发现它在地表水里十分安稳、极易分散。尽管现在对它的 环境影响下断语还为时太早，但这确实是个潜在问题。
所以，石墨烯的命运终究怎么？
鉴于曩昔几个月里学界并无新的突破性发展，近来它的这波突发性“炽热”，恐怕本质上仍是本钱运转的炒作成果，应审慎对待。作为工业技能，石墨烯看起来还有许多未能战胜的困难。诺沃肖洛夫指出，现在石墨烯的运用仍是受限于材料出产，所以那些运用最初级最廉价石墨烯的产品（比如氧化石墨烯纳米颗粒），会最早问世，或许只需几年；可是那些依靠于高纯度石墨烯的产品或许还要数十年才干开发出来。关于它能否代替现有的产品线，诺沃肖洛夫仍然心存疑虑。
另一方面，假如商业范畴过度夸张其奇特之处，或许会导致石墨烯工业变成泡沫；一旦决裂，那么或许技能和工业的发展也无法解救它。科学作者菲利普·巴尔曾经在《卫报》上撰文《不要希望石墨烯带来奇观》，指出一切的材料都有其适用范围：钢坚固而沉重，木头简便但易腐，就算看似“全能”的塑料其实也是种种截然不同的高分子各显神通。石墨烯一定会发挥巨大的效果，可是没有理由以为它能成为奇观材料、改动整个国际。或许，用诺沃肖洛夫自己的话说：“石墨烯的真实潜能只需在全新的运用范畴里才干充沛展示：那些设计时就充沛考虑了这一材料特性的产品，而不是用来代替现有产品里的其他材料。” 至于眼下的可打印、可折叠电子产品，可折叠太阳能电池，和超级电容器等等新范畴能否发挥它的潜能，就让咱们平心静气拭目而待吧。
hummers法制备石墨烯
