作為人類目前發(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。隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起，人工智能、智能科技、智能產(chǎn)業(yè)迅速崛起，石墨烯能否在大智能時(shí)代大放異彩、引領(lǐng)潮流？近日，在北京召開的“石墨烯+智能”研討會(huì)上，專家對(duì)此展開了討論。
智能時(shí)代催生機(jī)遇
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，“大智能時(shí)代”將對(duì)未來的制造業(yè)帶來巨大沖擊。根據(jù)預(yù)測，到2020年，全球聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場規(guī)模將達(dá)到3000億美元，隨著集成電路、智能硬件、人工智能、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的成熟，將創(chuàng)造萬億美元的市場規(guī)模。這對(duì)于石墨烯產(chǎn)業(yè)來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。
中關(guān)村智能硬件產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長董宇認(rèn)為，近年來，隨著人工智能、智能硬件、傳感互聯(lián)、移動(dòng)通信、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，“智能+”正快速地拓展到經(jīng)濟(jì)社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，釋放和催生工業(yè)、農(nóng)業(yè)、節(jié)能環(huán)保、商貿(mào)流通、交通能源、公共安全、社會(huì)事業(yè)、城市管理等各個(gè)領(lǐng)域的新需求，“智能+”浪潮全面襲來。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。
據(jù)介紹，目前石墨烯在信息電子器件中取得一系列新進(jìn)展，開發(fā)出石墨烯場效應(yīng)晶體管（GFET）、石墨烯電光調(diào)制器、石墨烯光電探測器等新型器件。中科院半導(dǎo)體所副研究員黃北舉表示，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，通過批量的生產(chǎn)，完全可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用。石墨烯探測器和CMOS電路還能夠單片集成，通過這種單片集成，能夠充分融合石墨烯寬波段光電相應(yīng)的優(yōu)勢和硅在電信號(hào)放大處理等方面的優(yōu)勢，具有低成本、高集成度和高成品率的優(yōu)勢，在光通信以及紅外成像領(lǐng)域具有非常廣闊的市場應(yīng)用前景。特別是在紅外成像領(lǐng)域，石墨烯紅外成像芯片完全有可能顛覆現(xiàn)在的紅外成像市場。
諸多問題有待解決
記者了解到，石墨烯作為一種新型材料，有著很大的應(yīng)用潛力，但是目前主流的顯示技術(shù)已經(jīng)形成了較為完整成熟的產(chǎn)業(yè)鏈條，石墨烯要想在現(xiàn)有的行業(yè)中獲得廣泛的應(yīng)用，有很多問題需要去研究和解決。
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、中科院院士劉忠范表示，目前中國的石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程已經(jīng)走在了國際前列，引領(lǐng)著石墨烯產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，但是也不得不承認(rèn)，國內(nèi)的石墨烯技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作還有極大的提升空間。“今天的石墨烯材料本身尚不足以支持未來的石墨烯產(chǎn)業(yè)，需要行業(yè)共同努力，保持足夠的耐心和信心去創(chuàng)造未來的石墨烯產(chǎn)業(yè)。”劉忠范說。
作為新材料之王，石墨烯集超強(qiáng)的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、強(qiáng)度、柔性于一身，是可穿戴器件的理想材料。北京石墨烯研究院執(zhí)行院長魏迪指出，未來石墨烯在可穿戴電子設(shè)備的市場將非常廣闊。石墨烯應(yīng)該基于其獨(dú)特性能，揚(yáng)長避短，目前來看還有很長的路要走。
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認(rèn)為，在石墨烯產(chǎn)業(yè)商業(yè)化的過程中，依然存在諸多挑戰(zhàn)，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、成本還偏高等。
做“撒手锏”別做“萬金油”
對(duì)于目前石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀，專家認(rèn)為，這與我國石墨烯產(chǎn)業(yè)定位有關(guān)系。劉忠范提到，未來的石墨烯產(chǎn)業(yè)將是建立在石墨烯材料的“撒手锏”級(jí)的應(yīng)用基礎(chǔ)之上，而不是作為“萬金油”式的添加劑。
業(yè)內(nèi)專家表示，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)品的性能。反觀國外，在今年4月的世界移動(dòng)通信大會(huì)上，歐盟石墨烯旗艦展出了石墨烯超級(jí)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)合材料等前沿技術(shù)及產(chǎn)品。
史浩飛提到，石墨烯透明導(dǎo)電膜的制備和應(yīng)用在最近幾年取得了較大的進(jìn)展，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。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，石墨烯在智能顯示領(lǐng)域?qū)⒋笥锌蔀椤?/div>
中關(guān)村發(fā)展集團(tuán)總經(jīng)理助理賈一偉表示，北京市將緊緊圍繞建設(shè)具有全球影響力的全國科技創(chuàng)新中心的重大戰(zhàn)略要求，突破一批具有全局性、前瞻性、帶動(dòng)性的關(guān)鍵技術(shù)，加強(qiáng)石墨烯行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制，培育具有國際競爭力的研發(fā)創(chuàng)新體系，加快石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，打造具有全球影響力的、創(chuàng)新型的石墨烯產(chǎn)業(yè)集群。（本報(bào)記者徐巖）
轉(zhuǎn)自：中國化工報(bào)
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