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導讀：工信部網站消息，日前，工信部原材料工業司在青島高新區組織召開石墨烯產業發展座談會。針對石墨烯產業發展可喜態勢和面臨的問題，近期，原材料工業司擬開展以下工作：制定產業發展行動計劃，指導籌建產業發展聯盟，推進創新平臺建設，強化行業信息服務，積極構建產業鏈并推動鏈上各環節協同聯動和良性互動，激活潛在消費市場，發掘石墨烯材料性能和應用價值，促進產業健康、快速、規范發展，著力規避低水平重復和盲目建設。 石墨烯再次在政策上得到支持，下面我們來深入了解相關資料。 石墨烯——極具開發潛力的新材料 石墨烯是近年來開發出來的新材料，具有眾多優異性能和巨大的多領域應用潛力，未來有望引領產業技術革命。 石墨烯的產業化還處在發展初期，有待進一步突破。要真正實現產業化規模生產，實現石墨烯的巨大價值，還需要進一步規范石墨烯標準，解決石墨烯制備技術、石墨烯轉移技術、以及下游產業化應用等多方面存在的問題。 我們看好石墨烯未來發展前景，建議關注儲備有石墨烯技術的相關上市公司和石墨烯產業化逐步推進帶類的行業主題性投資機會。 獨特的結構 石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯此前一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用一種簡單的機械剝離法成功地分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創性實驗”，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。
頂尖的性能 石墨烯是已知的世界上最堅硬的納米材料。石墨烯是人類已知強度最高的物質，比鉆石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。據科學家們測算，要施加55牛頓的壓力才能使1微米長的石墨烯斷裂。如果物理學家們能制取出厚度相當于普通食品塑料包裝袋的（厚度約100納米）石墨烯，那么它將能承受大約兩噸重的物品。 石墨烯是世界上導電性最好的材料。石墨烯電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。常溫下其電子遷移率達到20萬 cm2/V·s，是硅的100倍，是被認為載流子遷移率最大的銻化錮（7.7萬cm2/V·s）的2倍多。石墨烯的電阻率只有約10-6 Ω·cm，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。石墨烯可耐受1 億～2 億A/cm2 的電流密度，這是銅耐受量的100 倍左右。 石墨烯是世界上導熱性最好的材料。石墨烯導熱系數高達5300 W/m·K，高于碳納米管和金剛石，更遠高于常用的散熱材料銅（401 W/m·K）以及最好的導熱金屬銀（420 W/m·K）。 石墨烯是世界上最薄最輕的材料。石墨烯是單碳原子層，厚度僅0.34nm，比表面積達到2630m2/g。除此之外，石墨烯還具備高透光率（幾乎完全透明，只吸收2.3%的光），高性能傳感，高吸附強過濾，常溫可實現無散射傳輸等優良而獨特的性能。
廣闊的應用前景 石墨烯獨特的結構帶來了優越的性能，科研人員發現，從小到納米級的微電子晶體管至大到萬千米級的宇宙電梯石墨烯都有著巨大的應用潛力。
石墨烯在以下幾個具體領域的應用發展比較清晰。 電子領域： 1.柔性屏、可穿戴設備。石墨烯幾乎完全透明，導電性能卓越，而且碳原子的連接十分柔韌，可以用于制作透明導電膜，柔性材料，應用于柔性電容觸摸屏、OLED面板、柔性LCD面板等。2.作為芯片材料，替代硅。石墨烯電子遷移速度極快（室溫下可達20萬cm2/V·s，是硅的100倍），可以制作速度達THz級別的晶體管，因此可用來替代硅，作為新一代超級計算機的芯片材料。 能源領域： 1.作為電極負極材料。石墨烯理論比容量可達780mAh/g，為常用的石墨電極的2倍多，用石墨烯作為鋰電池負極材料將極大提高電池能量密度。石墨烯可使電容器電容容量將呈倍數增長，且能量密度大幅增加，因此石墨烯可用于超級電容器的制造。2.作為太陽能電池的透明導電膜。石墨烯厚度很薄，載流子遷移率很高且具備全光線透過性。是太陽能電池導電膜的理想材料。 散熱材料領域：石墨烯的高導熱率（導熱系數5300 W/m·K），是常用導熱材料銅的13倍多，且遠高于石墨。是手機、計算機芯片、LED照明設備的理想散熱材料。 生物醫學領域：由于石墨烯的可修飾化學功能、大接觸面積、原子尺寸厚度、分子閘極結構等特色，可用于藥物載體、細菌偵測、快速電子DNA定序科技等。 環保領域：石墨烯及其復合材料有較強的吸附性與過濾性，在海水淡化、污水處理方面有著巨大的應用價值。 中國石墨烯產業化進展 中國論文、專利數世界第一 我國石墨烯領域研發起步較晚，但發展較快，有潛在優勢和后發優勢。目前，我國在石墨烯基礎研究方面已經十分突出。據專利咨詢公司CambridgeIP的數據，截至2012年底，我國發表的石墨烯論文數目、專利申請數目均已超過美國，名列世界首位。
中國重視石墨烯研發和產業化發展 2007~2013年間，中國國家自然科學基金會（NSFC）關于石墨烯的資助項目有1096項。包括新型石墨烯-TMDs基納米復合材料水體降解應用、新型碳基復合材料、鈦酸鋰/石墨烯負極材料的可控合成及其電化學性能研究等。2012年，工信部發布《新材料產業“十二五”發展規劃》，提出要積極開發納米粉體、納米碳管、富勒烯、石墨烯等材料，推進其在相關領域的研究應用，規劃中的前沿新材料就包含石墨烯。 中國石墨烯產業在短短幾年內取得了迅速發展 2010年，江蘇常州市委市政府決定投資5000萬，成立江南石墨烯科技產業園。2011年開始連續3年舉辦石墨烯發展高層論壇，努力建設產學研金一體化的石墨烯研究中心和新型創新產業集群，力爭成為國際化的石墨烯產業發展先導區。2013年7月13日，中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟成立，在全國布局4大石墨烯產業創新基地。常州二維碳素科技公司、無錫格菲電子薄膜科技公司、深圳合力光電傳感公司、寧波墨西科技公司等公司都在石墨烯產業化道路上取得了重大突破。同時包括中科院、清華大學等在內的科研單位也在石墨烯研發與產業化上做了大量的攻關，力求取得突破性的進展。 石墨烯有關上市公司標的介紹 方大碳素：亞洲最大的炭素制品生產供應基地 公司炭素制品綜合生產能力達到23萬噸，其中石墨電極和炭素新材料20萬噸，炭磚3萬噸。方大炭素按照各子公司設備和技術水平，優勢互補，規范生產，分工協作，可生產國內外客戶所需的各品種、規格的石墨電極和炭素制品。主導產品有超高功率、高功率、普通功率石墨電極；特種石墨制品、生物炭制品、炭氈和炭/炭復合材料等炭素新材料產品，產品廣泛應用于冶金、化工、機械、醫療、生物等行業和高科技領域。公司獲得了以石灰石為原料制備石墨烯的方法一項專利。 力合股份：間接參股二維碳素 力合股份通過參股力合高科等間接參股常州二維碳素科技有限公司。二維碳素坐落于常州市武進經濟開發區，是一家專業從事大面積石墨烯透明導電薄膜及石墨烯電容式觸控模組的研發、制造企業。二維碳素技術團隊于2008年率先發表了化學氣相沉積法合成石墨烯，世界上首次成功生長出宏觀大尺寸高質量石墨烯薄膜。2012年1月，率先發布世界首款石墨烯電容式觸摸屏，2013年5月，年產3萬平米石墨烯薄膜生產線建成投產，石墨烯觸控手機新品也隨之發布，石墨烯產品正式形成市場銷售。公司預計將在2014年達到20萬平米石墨烯薄膜材料的生產能力。 中國寶安：控股子公司貝特瑞是全球最大的鋰離子電池負極材料供應商 深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司是由中國寶安集團控股的一家致力于鋰離子二次電池用正、負極材料及納米應用的專業化生產制造商。公司集基礎研究、產品開發、生產、銷售與提供解決方案于一體。在雞西、天津、山西、惠州等設立了貝特瑞分公司。 公司是全球最大的鋰電池負極材料供應商，是全球唯一擁有負極材料完整價值產業鏈的企業，公司客戶包括三星、LG、日本三洋、比亞迪等。公司于2011年完成了石墨烯項目的中試線建設和工藝優化，石墨烯日產量達公斤級。 金路集團：與中科院金屬所合作研發石墨烯 公司與中科院金屬所前期（2011年6月至2013年12月31日）研發合作包括石墨烯基透明導電薄膜、三維網絡散熱材料和動力電池用電極材料的研發。 2013年12月22日，公司與中科院金屬所簽署《技術開發合同》，雙方決定在“石墨烯材料及其應用技術與產業化技術研發”方面繼續展開合作，其中包含石墨烯材料在電池中的應用技術研發。 烯碳新材：成功轉型至烯碳新材料領域 2013年以來，烯碳新材通過資產置換，主業由地產開發轉型為烯碳新材料。公司目前主營業務：石墨類產品、石墨烯及納米碳、碳素類產品、耐火材料、活性碳類產品、烯碳新材料、稀土碳基復合材料、礦產品、金屬和非金屬材料銷售，烯碳新材料技術開發和技術轉讓，城市基礎設施投資等。 2014年8月7日晚間公司公告，與常州市西太湖科技產業園管委會簽訂了《關于設立石墨烯暨先進碳產業基金的合作框架協議》，雙方同意依據相關法律規定在常州市武進區西太湖科技產業園籌建設立有限合伙制“先進烯碳產業基金”，總規模為人民幣20億元。主要投資以石墨烯暨先進碳產業及相關領域企業項目。 華麗家族：控股股東南江集團投資石墨烯項目 公司是上海著名房地產開發集團之一，公司以地產開發為核心業務，同時涉足建筑裝飾、綠化環保等相關產業，并正在拓展商業地產、旅游地產、城市基礎設施建設等業務。目前正積極開辟第二主業、涉及金融投資、生物制藥、新能源、節能環保等股權運作投資。 公司的第一大股東南江集團控股了寧波墨西科技有限公司。寧波墨西科技于2013年底建成了首期年產300噸石墨烯生產線。2013年2月26日, 南江集團與中科院重慶綠色智能技術研究院在重慶簽訂了大面積單層石墨烯產業化制備技術合作協議，根據協議約定雙方共同出資成立了重慶墨希科技有限公司。未來將以重慶墨希科技有限公司作為平臺，推進大面積單層石墨烯的產業化應用和開發。 中泰化學：參股廈門凱納 2013年8月，中泰化學與廈門凱納石墨烯技術有限公司達成戰略合作協議，中泰化學增資廈門凱納石墨烯技術有限公司，雙方共同開發石墨烯的生產及應用技術，開拓石墨烯應用及其衍生產品領域。 廈門凱納石墨烯技術有限公司是國內首家從事石墨烯、石墨烯微片生產研發的新興專業化高科技企業。至2014年凱納共申請了近20項石墨烯發明專利, 已經獲得了石墨烯相關的4項國家發明專利授權和1項實用新型專利授權。 樂通股份：出資開發石墨烯油墨產品 出資2400 萬（占80%股份）與寧波墨西科技簽訂合作協議，設立合資公司共同開發石墨烯功能化油墨產品，可用于打印可折疊設備的高導電柔性電極。 康得新：擬設立石墨烯應用子公司 公司業務為高分子復合膜材料的研發、生產和銷售，擁有預涂膜、光學膜兩大產業群。在北京、張家港、泗水、杭州、南通五地建立了生產基地。公司擁有10條預涂膜現代化生產線，年產能4.4萬噸，可生產BOPP、PET、Nylon、特種膜4大系列66種預涂膜產品。公司2億平米光學膜產業集群中的2億平方米光學膜及為之配套的年產2.5萬噸光學膜基材PET、1萬噸保護膜和0.61萬噸UV固化樹脂項目已于2013年11月19日正式投產，2014年全面達產后，將成為全球產業鏈最全、集中度最高、競爭力最強的光學膜生產基地。 2014年7月22日，公司發布公告稱，與保利龍馬資產、北京德圖投資簽署合作運作產業并購基金的合作框架協議，規模約為20億元，公司預計就該協議的投資金額不超過5000萬元。未來產業并購基金投資方向將以先進高分子膜材料為基礎，逐步延伸至碳纖維、石墨烯、新能源電動汽車等行業類項目。 2014年8月4號，公司發布公告，擬設立張家港康得新石墨烯應用科技有限公司，擬注冊資本為人民幣10000萬元。擬設立公司的經營范圍是石墨烯新材料技術的研發及應用、石墨烯相關產品的研發、生產及銷售等。 東旭光電：與北理工簽署石墨烯產學研合作協議 公司的主營業務為電真空玻璃器件及其配套電子元器件的生產與銷售和平板顯示玻璃基板及其裝備的研發、生產與銷售等，主要產品為TFT-LCD玻璃基板、玻璃基板成套裝備、A型架、溢流磚、玻管等。 2014年8月12號，公司發布公告，公司近日與北京理工大學簽署了關于在石墨烯新材料領域開展產學研合作的協議。協議期限為五年，雙方共同組建技術研發團隊，擬共建“東旭光電石墨烯技術研究院”為產學研合作平臺和孵化器，利用公司的產業基地和設施，對北理工相對成熟的石墨烯科研成果擇優進行二次開發，使之成為可應用于企業產業化生產的科技成果。合作的研發任務與目標包括高性能石墨烯透明導電薄膜的研制與產業化、 高性能石墨烯散熱薄膜的研制與產業化 、石墨烯技術應用于其他光電顯示材料領域的技術研究與產品開發、石墨烯技術應用于雙方共同確定的其他產業方向的技術研究與產品開發、上述新材料產品制備、加工的專用設備研制等。 |
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