全球石墨烯專利數

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全球專利申請國家分布(截止到 2014 年)

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3、產業化進入快車道
產業化方面,2013 年包括華為、東旭光電在內的主流企業與清華大學等科研機構共同建立了“中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟”(CGIA),以構建產學研一體化平臺,共同推動石墨烯的產業化發展。在地方政府的支持下,寧波、常州、無錫、青島、重慶五地設立石墨烯產業園區,集中發展石墨烯產業,無錫市計劃在 2015 年石墨烯及相關產業規模突破 50 億元,2020 年達到 300 億元。寧波市計劃在三年內設立 9000 萬的財政資金,并在 10 年內打造千億級規模的產業特色群。此外,江蘇、內蒙古、山東等地相繼成立石墨烯聯盟,旨在促進政、企、產、學、研相結合,構建以石墨烯原材料、研發、制備、應用為主體的產業鏈。各方的共同推動使我國石墨烯產業化進程進入快車道,石墨烯產業呈現出蓬勃發展的勢頭,第六元素、寧波墨西、重慶墨希、二維碳素等優秀石墨烯企業不斷涌現。
中國石墨烯產業分布圖

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三、產業化大幕拉開——低端領域現已切入,高端領域未來可期
1、制備:石墨烯粉體及多晶薄膜已初具規模,單晶薄膜有待突破
自 2004 年石墨烯被首次制備以來,研究人員發展了多種方法制備石墨烯,各類制備方法可歸納為 2 個主流路線,即自上而下(Top-Down)和自下而上(Down-Top)的方法。前者通常以石墨為原料,采用物理或化學的方法將石墨解離成單層或多層的石墨烯,制成的石墨烯單晶一般尺寸較小,以微片形式存在。包括機械剝離法、液相剝離法、氧化還原法等;后者通常以含碳氣體或固體化合物為原料,通過化學方法利用碳原子構建石墨烯。除此之外,還有一些比較另類的生產方法如碳納米管展開法、分子自組裝法等。目前,高質量大面積石墨烯單晶的制備還處于探索階段,不同制備方法得到的石墨烯,其物理化學特性不一樣,對應著不同的應用領域。
石墨烯的不同生產方法對比

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石墨烯不同生產方法成本與晶體質量對比

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