智能化正在引領(lǐng)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，人類社會逐漸開啟大智能時(shí)代。有預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，到2020年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場規(guī)模將達(dá)到3000億美元。

在這輪智能化大潮中，作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最佳的新型納米材料，石墨烯具備優(yōu)異的光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)效應(yīng)，是智能傳感器、柔性顯示屏、柔性電池等器件的理想材料。在7月30日由中關(guān)村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主辦的“石墨烯+智能”研討會上，不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，石墨烯新材料具有良好的應(yīng)用前景，“石墨烯+智能”將帶來全新的產(chǎn)業(yè)革命，打開巨大的市場空間。

智能領(lǐng)域市場空間廣

北京石墨烯研究院執(zhí)行院長魏迪介紹了基于石墨烯的傳感器和柔性電池相關(guān)研究進(jìn)展。魏迪指出，石墨烯在未來可穿戴電子設(shè)備市場非常廣闊，在這一領(lǐng)域應(yīng)該基于石墨烯獨(dú)特的性能，揚(yáng)長避短，目前還有很長的路要走。

在魏迪看來，可穿戴設(shè)備大致分為三個(gè)技術(shù)塊——柔性顯示器，柔性電路以及可形變的電池系統(tǒng)。“這一系列的技術(shù)發(fā)展難度是逐漸增加的。柔性顯示器像三星、蘋果已開展研發(fā)和應(yīng)用，接下來較難的就是電子線路的柔性。其實(shí)最困難的是柔性的電池，安全的、柔性的、可穿戴的電池，這是目前產(chǎn)業(yè)界遇到的瓶頸。”魏迪表示。

據(jù)悉，目前魏迪帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)已開始基于石墨烯研發(fā)可折疊的電池技術(shù)，“現(xiàn)在我們用石墨烯等一些修飾材料，可以像紙一樣折疊起來，這就是折疊性電池，電池雖然進(jìn)行了180度的彎折，但仍然可以很穩(wěn)定地給LED供電，甚至可以把電池像線繩一樣纏繞在手腕上，也可穩(wěn)定地供電。”

中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院微系統(tǒng)研究中心主任史浩飛介紹說，石墨烯透明導(dǎo)電膜的制備和應(yīng)用在最近幾年來取得了較大的進(jìn)展，例如制備和轉(zhuǎn)移技術(shù)、結(jié)構(gòu)化技術(shù)、功能一體化集成等問題都得到了一定程度的解決，展現(xiàn)出很好的潛力。

“然而在商業(yè)化過程中還存在諸多挑戰(zhàn)，例如多晶石墨烯的方塊電阻還不夠低，石墨烯與襯底的附著力偏差，石墨烯尚不能在低溫下原位沉積、成本還比較偏高等。”史浩飛說。

中科院半導(dǎo)體所副研究員黃北舉圍繞石墨烯在信息電子器件中的新進(jìn)展，介紹了石墨烯場效應(yīng)晶體管、石墨烯電光調(diào)制器、石墨烯光電探測器等新型器件。據(jù)悉，在石墨烯光電器件方面，目前石墨烯探測器的性能已經(jīng)接近于商用水平，通過批量生產(chǎn)，完全可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

缺乏未來高端布局

中國是世界上開展石墨烯研究和應(yīng)用的第一大國。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至今年2月份，全國工商注冊的石墨烯相關(guān)企業(yè)達(dá)到了2059家，僅2016年一年就有704家新的石墨烯企業(yè)注冊。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)已建成或在建的石墨烯產(chǎn)業(yè)園、石墨烯創(chuàng)新中心、石墨烯研究院37家，且這些數(shù)據(jù)實(shí)際上仍在迅速增長之中。

盡管中國石墨烯產(chǎn)業(yè)化走在國際前列，但是一個(gè)不爭的事實(shí)是，當(dāng)前國內(nèi)市場上的石墨烯下游應(yīng)用領(lǐng)域，主要集中在防腐涂料、鋰電池導(dǎo)電劑、電熱膜等產(chǎn)品上，石墨烯只是作為添加劑提升了現(xiàn)有產(chǎn)品的性質(zhì)。而反觀國外，歐盟已經(jīng)進(jìn)軍石墨烯超級汽車、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、可穿戴設(shè)備與健康管理、數(shù)據(jù)通信、能源技術(shù)以及復(fù)合材料等前沿未來領(lǐng)域。

“中國石墨烯產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)工作，應(yīng)該說還有極大的提升空間，目前更多的是關(guān)注初級和低端產(chǎn)品，關(guān)注的是能夠立刻賺到錢的東西，對于未來的布局從某種意義上講缺少足夠的重視和布局。”中關(guān)村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長、北京石墨烯研究院院長、中科院院士劉忠范直言。

為支撐未來石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，劉忠范建議，行業(yè)、企業(yè)在關(guān)注石墨烯商品的同時(shí)，更需要在石墨烯原材料上下工夫，在石墨烯的“殺手锏”級應(yīng)用上下工夫，而不是作為“萬金油”式的添加劑