中國粉體網(wǎng)訊 石墨烯，因其擁有獨特的物理性能而被廣泛關(guān)注。它是目前世界上已知最薄、最堅硬、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好的材料，“多才多藝”的性質(zhì)使得石墨烯有著廣闊的應(yīng)用前景，可以運用在計算機芯片上，大幅度提高計算速度。用石墨烯作為導(dǎo)電添加劑，可以顯著提高鋰電池的充電速度和綜合性能。所以人們稱它為會改變世界的材料。2019年在石墨烯領(lǐng)域都發(fā)生了哪些大事呢？下面請跟隨中國粉體網(wǎng)小編回顧一下。
一、政策與標準化動態(tài)
石墨烯散熱材料等9種材料入選工信部《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2019年版）》
在工信部公布的《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2019年版）》中，高效能石墨烯散熱復(fù)合膜、石墨烯改性防腐涂料、石墨烯改性潤滑材料、石墨烯散熱材料、石墨烯發(fā)熱膜、石墨烯導(dǎo)熱復(fù)合材料、石墨烯改性無紡布、石墨烯改性電池、石墨烯改性發(fā)泡材料等9種石墨烯材料入選。
我國首個石墨烯國家標準出爐
由泰州巨納新能源有限公司牽頭起草的我國首個石墨烯國家標準GB/T30544.13-2018：《納米科技術(shù)語第13部分：石墨烯及相關(guān)二維材料》正式發(fā)布。該標準也是二維材料領(lǐng)域的第一個國家標準。泰州巨納新能源有限公司是國內(nèi)最早從事石墨烯研究、檢測、應(yīng)用、標準化工作的公司之一。
中國石墨烯標準化推進工作組最新調(diào)整！
為加強標準化對石墨烯產(chǎn)業(yè)的支撐和引領(lǐng)，繼續(xù)深入推動石墨烯領(lǐng)域標準化工作開展，市場監(jiān)管總局標準技術(shù)司對2016年成立的石墨烯標準化推進工作組的組成進行了調(diào)整。調(diào)整后的石墨烯標準化推進工作組由政府部門、石墨烯研發(fā)企業(yè)、經(jīng)營單位、使用單位、科研院所等單位的53名成員組成，秘書處由冶金工業(yè)信息標準研究院承擔(dān)。據(jù)公開文件顯示，石墨烯標準化推進工作組下設(shè)四個專業(yè)組，分別為通用基礎(chǔ)專業(yè)組（TG1）、表征與測量專業(yè)組（TG2）、環(huán)境安全健康專業(yè)組（TG3）、產(chǎn)品規(guī)范專業(yè)組（TG4）。
二、制備與應(yīng)用研究
浙江大學(xué)高超教授團隊實現(xiàn)石墨烯導(dǎo)熱膜的快速連續(xù)化制備
浙江大學(xué)高超、許震團隊在前期工作的基礎(chǔ)和對前人工作的學(xué)習(xí)借鑒上，提出連續(xù)化電焦耳熱還原策略，設(shè)計并制備了基于輥對輥的電熱裝置，實現(xiàn)了石墨烯導(dǎo)熱膜的快速連續(xù)化制備，整個制備過程僅用時1h，能耗低于3KW。所制備的石墨烯薄膜結(jié)構(gòu)均勻，取向性好，并且導(dǎo)熱率達1285W/mK，導(dǎo)電率達4.2×105S/m。將制備的石墨烯導(dǎo)熱膜用于LED燈的熱管理，可以顯著降低LED燈背板的溫度，這對于提高LED燈的安全性能和延長使用壽命具有重要意義。
上海微系統(tǒng)所在石墨烯單晶晶圓制備方面取得進展
信息功能材料國家重點實驗室研究員謝曉明領(lǐng)導(dǎo)的石墨烯研究團隊首次在較低溫度（750℃）條件下采用化學(xué)氣相沉積外延成功制備6英寸無褶皺高質(zhì)量石墨烯單晶晶圓。
蘭州化物所在多孔石墨烯的制備及應(yīng)用方面取得系列進展
中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員邱洪燈帶領(lǐng)的手性分離與微納分析課題組率先利用水滑層不完全覆蓋氧化石墨烯部分燃燒策略，開發(fā)了一種簡單、快速、高效、低成本制備多孔石墨烯的新方法。結(jié)果表明，通過控制鹽模板的含量可以實現(xiàn)多孔石墨烯孔徑的精確調(diào)控。此外，研究人員還通過真空抽濾法制備出多孔石墨烯分離膜，實現(xiàn)了鈉、鉀離子的高選擇性分離。
我國科學(xué)家制備出單層石墨烯納米帶
天津大學(xué)封偉教授團隊通過含氟自由基切割單壁碳納米管，在世界范圍內(nèi)首次制備出單層石墨烯納米帶，所申請的國際專利也獲得授權(quán)。這是中國科學(xué)家首次通過一步法獲得單層石墨烯納米帶，其作為原電池正極材料能量密度較進口產(chǎn)品可提升30％。
借鑒折紙術(shù)中國科學(xué)家實現(xiàn)最小尺寸石墨烯折疊
陳輝博士等人實現(xiàn)了對石墨烯納米結(jié)構(gòu)的原子級精準的可控折疊，構(gòu)筑出一種新型的準三維石墨烯納米結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由二維旋轉(zhuǎn)堆垛雙層石墨烯納米結(jié)構(gòu)與一維的類碳納米管結(jié)構(gòu)組成。這項工作在國際上首次實現(xiàn)了世界上最小尺寸的、原子級精準控制的、可以按需定制的石墨烯折疊。
劉忠范和彭海琳課題組在Nature Materials發(fā)表綜述：石墨烯制備決定產(chǎn)業(yè)化未來
劉忠范課題組和彭海琳課題組應(yīng)邀在國際著名刊物《自然-材料》（Nature Materials)上發(fā)表題為“石墨烯產(chǎn)業(yè)化-制備決定未來”的綜述文章“Synthesis Challenges for Graphene Industry. Li Lin, Hailin Peng*, Zhongfan Liu*, Nature Materials 2019, 18, 520”，從石墨烯產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀和存在的問題等方面進行了深入的探討分析，并提出了“標號”石墨烯的概念和石墨烯未來可能的“殺手锏”級應(yīng)用。
中科院蘇州納米所在石墨烯氣凝膠領(lǐng)域取得重要進展
針對石墨烯氣凝膠目前存在的問題，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所張學(xué)同研究員領(lǐng)導(dǎo)的氣凝膠團隊通過“局部氧化刻蝕”在氧化石墨烯片層上進行造孔，獲得孔洞氧化石墨烯，隨后將孔洞氧化石墨烯與還原劑分散液高度濃縮，實現(xiàn)其液晶化，進一步經(jīng)原位溶膠凝膠及超臨界干燥獲得各向異性“孔洞石墨烯”氣凝膠。
耐1000℃高溫抗-269℃極寒 南開大學(xué)團隊研獲石墨烯“太空海綿”
南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳永勝教授團隊研獲了一種新型三維石墨烯材料，可在4K(約-269℃)深低溫到1273K(約1000℃)高溫區(qū)間保持良好的穩(wěn)定性和高彈性。這種新型“太空海綿”在極端條件下的生產(chǎn)與實驗、航天裝備制造等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。介紹該成果的論文發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)進展》(Science Advances)上。
新巴兩國合作開發(fā)鈮石墨烯新應(yīng)用
據(jù)BNAmericas網(wǎng)站報道，巴西鈮業(yè)巨頭CBMM公司與新加坡2D材料公司（2DM）簽署協(xié)議，雙方將籌集資金推進2DM公司高性能石墨烯材料的新應(yīng)用研發(fā)。另外，還計劃將2DM公司試驗廠的石墨烯產(chǎn)量擴大10倍，實現(xiàn)石墨烯生產(chǎn)的商業(yè)化。2DM公司首席執(zhí)行官帕特里克·蒂森尼（PatrickTeyssonneyre）表示，很高興與CBMM公司合作。幾十年來，CBMM公司一直致力于開發(fā)鈮產(chǎn)品的高附加值應(yīng)用，鈮與石墨烯結(jié)合可以開發(fā)出新的應(yīng)用，比如防腐涂料和動力電池。
鈦酸鈉碰上石墨烯，開發(fā)高能量、高功率微型電容器
中科院大連化物所研發(fā)團隊將海膽狀的鈦酸鈉作為電池型的負極，多孔活化石墨烯為電容型的正極，結(jié)合高壓離子液體凝膠電解液，成功構(gòu)建出柔性化鈉離子微型超級電容器。他們通過電池型負極和電容型正極的有效耦合，使鈉離子微型超級電容器能夠在3.5伏的高壓下穩(wěn)定工作，高能量密度達到37.1毫瓦時/立方厘米，并形成超低的自放電速率。
石墨烯“打底” 我科學(xué)家制備出高速晶體管
中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心先進炭材料研究部科研人員首次制備出以肖特基結(jié)作為發(fā)射結(jié)的垂直結(jié)構(gòu)晶體管“硅—石墨烯—鍺晶體管”，成功將石墨烯基區(qū)晶體管的延遲時間縮短了1000倍以上，并將其截止頻率由兆赫茲（MHz）提升至吉赫茲（GHz）領(lǐng)域，未來將有望在太赫茲（THz）領(lǐng)域的高速器件中應(yīng)用。該研究成果在《自然·通訊》上在線發(fā)表。
國防科大打造史上最薄石墨烯燈泡，有望用于未來手機屏幕和芯片
來自國防科技大學(xué)前沿交叉學(xué)科學(xué)院的秦石喬教授、朱夢劍博士和徐威博士團隊與諾貝爾物理獎得主康斯坦丁·諾沃肖諾夫教授團隊合作，利用石墨烯，研制出了有史以來最薄的電燈泡，厚度0.34納米，僅為頭發(fā)絲直徑的三十萬分之一。這一研究成果將開辟石墨烯的全新應(yīng)用！并于8月2日在光學(xué)領(lǐng)域著名期刊ACS Photonics雜志上在線發(fā)表。
中英聯(lián)手攻關(guān)懸浮石墨烯傳感芯片
作為石墨烯發(fā)源地、全球石墨烯科研中心的英國曼徹斯特大學(xué)，將與東旭光電等合作，致力于懸浮石墨烯傳感芯片產(chǎn)品的研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用推廣。中國科學(xué)院院士、北京石墨烯研究院院長劉忠范說，懸浮石墨烯傳感器技術(shù)應(yīng)用無論在學(xué)術(shù)界還在產(chǎn)業(yè)界均屬首例。雙方合作有望帶來開啟全球石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用面向全新時代的標志性產(chǎn)品。
二元石墨烯結(jié)構(gòu)：編織結(jié)實高效的海水淡化膜
武漢大學(xué)/湖南大學(xué)袁荃和美國加州大學(xué)洛杉磯分校段鑲鋒等人在《科學(xué)》上發(fā)表文章，介紹了該課題組制作的石墨烯納米篩和碳納米管相結(jié)合的二元結(jié)構(gòu)石墨烯薄膜，該薄膜兼具前者的選擇性分離效率和后者的強度優(yōu)勢。袁荃等這次制成的新型石墨烯納米篩/碳納米管薄膜不需要聚合物支撐就結(jié)實耐用，并兼具多種滲透效率優(yōu)點，為石墨烯應(yīng)用于海水淡化打開了一條新的思路。若解決量產(chǎn)問題，未來人們或?qū)⒛芎壬稀笆┑薄?br/>
研究發(fā)現(xiàn)石墨烯-生物膜超級結(jié)構(gòu)及遞藥新模式
中國科學(xué)院過程工程研究所與清華大學(xué)合作證明了二維材料氧化石墨烯能夠與細胞膜形成三明治超級結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)藥物在膜磷脂層內(nèi)的有效運輸，開辟了藥物精準遞送新模式，為生物醫(yī)藥全新劑型的設(shè)計和新型納米粒子的應(yīng)用提供了方向。
重慶研究院在高靈敏石墨烯觸覺傳感領(lǐng)域取得進展
中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院與新加坡國立大學(xué)合作，研制了三維微納共形石墨烯柔性力敏電極，并應(yīng)用于高靈敏柔性壓容式觸覺傳感。研究人員通過有限元仿真分析發(fā)現(xiàn)，微結(jié)構(gòu)化共形石墨烯電極更易獲得電容式力學(xué)傳感器中的極板間距和等效介電常數(shù)變化。通過對三維共形石墨烯電極的特征尺寸的可控構(gòu)筑，課題組實現(xiàn)了高靈敏（7.68kPa-1）、快響應(yīng)（30ms）、低檢測極限(1mgF)、低遲滯的柔性電容式觸覺傳感器，主要指標已超越了人類觸覺感知水平。
上海復(fù)旦大學(xué)攻克高質(zhì)量石墨烯散熱膜技術(shù)
記者從復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系盧紅斌教授課題組了解到，該課題組完成的高質(zhì)量石墨烯散熱膜制備及應(yīng)用項目將為國內(nèi)外客戶提供石墨烯散熱膜產(chǎn)品。該散熱膜有望取代現(xiàn)有高能耗、高成本的聚酰亞胺(PI)人工石墨膜產(chǎn)品，為可穿戴設(shè)備、柔性顯示、高功率武器裝備等提供新的散熱解決方案。
大連化物所石墨烯氣凝膠應(yīng)用于高體積比能量鋰硫電池研究獲進展
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所二維材料與能源器件創(chuàng)新特區(qū)研究組研究員吳忠?guī)泩F隊發(fā)展了一種三維石墨烯/納米碳管多孔氣凝膠材料，并將其應(yīng)用于鋰硫電池的硫單質(zhì)載體和中間層一體化正極，獲得高體積能量密度和優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性的鋰硫電池。相關(guān)研究成果發(fā)表在《納米能源》（Nano Energy）上。
石墨烯又一重磅研究：助力甲狀腺結(jié)節(jié)治療，拓展臨床新應(yīng)用
由烯旺新材料科技股份有限公司主辦的醫(yī)療戰(zhàn)略研討會暨新品發(fā)布會上，發(fā)布了一項針對甲狀腺結(jié)節(jié)治療的石墨烯溫?zé)岑煼ㄑ芯砍晒Y(jié)果顯示，石墨烯熱療法可縮小良性甲狀腺結(jié)節(jié)的最大直徑和最大橫截面面積，對甲狀腺功能無明顯影響，具有良好的應(yīng)用前景，該研究結(jié)果發(fā)表在《中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志》上。
三、市場與產(chǎn)業(yè)化進展
我國石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模超百億元 應(yīng)用場景逐步拓展
中國經(jīng)濟信息社在常州發(fā)布的《2018—2019中國石墨烯發(fā)展年度報告》(下稱《年報》)顯示，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)前景廣闊，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)增長。據(jù)中信證券統(tǒng)計，2018年我國石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為111億元，較2017年增長41億元，同比增長58%。2018年以來，石墨烯粉體和薄膜的生產(chǎn)規(guī)模進一步擴大。粉體方面，常州第六元素、青島昊鑫、寧波墨西等多家企業(yè)已擁有國內(nèi)領(lǐng)先的石墨烯粉體生產(chǎn)線。薄膜方面，長沙暖宇新材料科技公司年產(chǎn)量100萬平方米的石墨烯膜生產(chǎn)線已開建，預(yù)計建成后將成為國內(nèi)第二大石墨烯膜生產(chǎn)線。
《年報》分析，隨著石墨烯粉體和薄膜研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的成熟和市場規(guī)模的擴大，我國在復(fù)合材料、大健康、電子信息、儲能等方面的石墨烯應(yīng)用已起步。《年報》認為，未來石墨烯在新能源汽車、海洋工程、能源發(fā)展、高端裝備、環(huán)境治理等領(lǐng)域的應(yīng)用將進一步深入，石墨烯市場規(guī)模將不斷擴大，有望成為各個細分領(lǐng)域不可或缺的部分。
東旭光電發(fā)布國內(nèi)首款石墨烯基叉車鋰離子電池
東旭光電科技股份有限公司攜子公司上海碳源匯谷新材料科技有限公司在上海發(fā)布首款石墨烯基叉車鋰離子電池新品，即：“烯王”大動力電池。這是東旭光電繼8月與曼徹斯特大學(xué)攜手進軍懸浮石墨烯傳感芯片高端應(yīng)用領(lǐng)域后，在石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域的又一重大進展。
青島高新區(qū)石墨烯及先進碳材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值明年計劃破百億
青島高新區(qū)以國家火炬青島石墨烯及先進碳材料特色產(chǎn)業(yè)基地為依托，以山東省石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心為平臺，正在打造石墨烯協(xié)同創(chuàng)新平臺和石墨烯的“政、產(chǎn)、學(xué)、研、資、用”一體化組織合作鏈條。計劃到2020年，青島高新區(qū)石墨烯及先進碳材料產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破百億元。
中國實現(xiàn)紡絲級單層氧化石墨烯規(guī)模化量產(chǎn)
由浙江大學(xué)高超教授團隊成果轉(zhuǎn)化并建設(shè)的全球首條紡絲級單層氧化石墨烯十噸生產(chǎn)線試車成功。國際石墨烯產(chǎn)品認證中心為該生產(chǎn)線生產(chǎn)的單層氧化石墨烯及其應(yīng)用產(chǎn)品多功能石墨烯復(fù)合纖維分別頒發(fā)了全球首個產(chǎn)品認證。據(jù)了解，紡絲級單層氧化石墨烯十噸生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品單層率大于99%，能夠支撐多樣化的下游應(yīng)用。
加入石墨烯成就“王牌”鋁合金，國產(chǎn)大飛機、高鐵提速、汽車輕量化就靠它了
烯碳鋁合金錠坯從上海烯碳金屬基復(fù)合材料工程中心的生產(chǎn)線上成功下線，標志著這一復(fù)合材料的中試取得成功。這是上海市石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)功能型平臺推出的首個拳頭產(chǎn)品，它解決了傳統(tǒng)鋁合金剛度偏低的問題，有助于我國航空、高鐵、汽車等高端制造領(lǐng)域步入輕量化時代。
全球石墨烯人共祝“6.6”國際石墨烯日
在當今國際形勢復(fù)雜、中美貿(mào)易戰(zhàn)持續(xù)升級的大環(huán)境下，石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展到了關(guān)鍵時期。為進一步營造有利于石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的環(huán)境，傳遞社會正能量，用實際行動向全世界證明中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的信心與決心，促進石墨烯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，經(jīng)浙江大學(xué)高超教授提議，石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CGIA）聯(lián)合國內(nèi)外多家石墨烯領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研單位，共同倡議將每年6月6日設(shè)立為“國際石墨烯日International Graphene Day”。
石墨烯單晶晶圓亮相北京科技周 將帶動石墨烯產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展
2019全國科技活動周暨北京科技周活動在中國人民革命軍事博物館舉辦。近300項人工智能、集成電路、航空航天、智能設(shè)備、前沿材料等領(lǐng)域科技創(chuàng)新成果、科普展項和互動體驗產(chǎn)品等集中展示。其中，由北京石墨烯研究院(以下簡稱“BGI”)研發(fā)的4英寸石墨烯單晶晶圓獲得了廣泛關(guān)注。BGI采用常壓化學(xué)氣相沉積方法，可實現(xiàn)單批次25片4英寸石墨烯單晶晶圓的制備，在世界范圍內(nèi)領(lǐng)先實現(xiàn)了石墨烯單晶晶圓的可規(guī)模化制備。據(jù)北京石墨烯研究院副院長魏迪介紹，石墨烯單晶晶圓是未來高性能電子器件和光電子器件領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)材料，具有巨大的經(jīng)濟前景和戰(zhàn)略意義。
全國首家！常州企業(yè)自主研發(fā)石墨烯粉末涂料配套中國鐵路
近期，由常州市碳索新材料科技有限公司主導(dǎo)的“石墨烯防腐粉末涂料在鐵路扣件中的應(yīng)用研究”項目順利通過中國鐵路總公司評審，成為全國首家自主研發(fā)石墨烯粉末涂料配套中國鐵路的公司。該產(chǎn)品填補了石墨烯防腐粉末涂料在鐵路扣件中應(yīng)用的空白，使用了石墨烯粉末涂料的鐵路扣件，相較于傳統(tǒng)的鐵路扣件，防腐性能提高了5倍，使用壽命從以往的1-2年提高到5年，大大節(jié)省了鐵路運維成本。
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