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石墨烯將承載產(chǎn)業(yè)變革希望 訪劍橋大學(xué)石墨烯中心主任
星之球科技 來源:中國科技網(wǎng)2015-07-06 我要評論(0 )
近年來,石墨烯承載著未來變革產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的希望,歐盟于2013年10月率先啟動了為期10年的石墨烯旗艦項目,旨在使歐洲公司“能夠在全球石墨烯技術(shù)競賽中獲得主動權(quán)”。
近年來,石墨烯承載著未來變革產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的希望,歐盟于2013年10月率先啟動了為期10年的“石墨烯旗艦項目”,旨在使歐洲公司“能夠在全球石墨烯技術(shù)競賽中獲得主動權(quán)”。在該項目日前主辦的“2015石墨烯周”大會期間,記者就有關(guān)問題采訪了項目執(zhí)行委員會主席、劍橋大學(xué)石墨烯中心主任安德烈·法拉利教授。
石墨烯項目進展獲得好評
法拉利教授認(rèn)為,未來10年石墨烯具有提升和變革若干產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的巨大潛力,同時也有望在歐州和全球創(chuàng)造大量新增就業(yè)機會。因而,從技術(shù)角度審視石墨烯究竟對哪些具體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域更為重要,這非常關(guān)鍵。
法拉利教授介紹說,歐盟委員會對項目進展審核后給予積極評價,認(rèn)為“大獲成功”。一年多來,該項目發(fā)表了大量研究成果,同時申請了一些專利;已搞定了計劃的全部協(xié)調(diào)工作。
他謹(jǐn)慎地強調(diào),目前該項目仍處于初期階段,在執(zhí)行過程中面臨兩個重要挑戰(zhàn):一是管理和政治方面的挑戰(zhàn)。由于項目涉及歐盟眾多成員國、眾多研究中心、機構(gòu)和企業(yè),必須確保參與各方能夠有效地合作;二是確保將項目從基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向工業(yè)應(yīng)用研究。目前,越來越多的工業(yè)界伙伴尤其是歐洲一些大牌公司都加入了該項目,其中包括英國FlexEnable公司、德國英飛凌公司、愛立信和阿爾卡特公司等,這正契合了項目的宗旨——與工業(yè)界建立牢固的伙伴關(guān)系。
石墨烯研發(fā)面臨三大難題
法拉利認(rèn)為,2015年石墨烯研發(fā)的主要障礙有三:第一是目前能制備的材料呈現(xiàn)出一些特性,而人們用來制造設(shè)備的材料則需要另一些特性,這之間存在“隔閡”。石墨烯價值鏈?zhǔn)且哉w方式呈現(xiàn),但在制備某種材料時,需要相對應(yīng)種類的特殊石墨烯——即存在很多不同種類的石墨烯,但并非都能很好地用于同樣用途。制造電子設(shè)備需要一種石墨烯,而制造電池則需要另一種完全不同的石墨烯;制造電池的石墨烯不可能用來制造晶體管,反過來也一樣。
第二是石墨烯與半導(dǎo)體Fab材料(用于大規(guī)模制造設(shè)備)的集成。“石墨烯旗艦項目”剛設(shè)計了一個“圓片規(guī)模集成”來實現(xiàn)在石墨烯與典型Fab材料的集成。如果不能將石墨烯置入Fab,就不能將其置入其他設(shè)備中。歐洲很幸運地擁有像諾基亞、愛立信和阿爾卡特等大公司,他們最終認(rèn)識到下一步是石墨烯與半導(dǎo)體Fab的集成。如果這方面取得成功,必將能實現(xiàn)石墨烯的大規(guī)模制備。
第三是最終設(shè)備的整體成本,即與其他技術(shù)相比是否具有競爭力,但目前對此尚難以確定。
未來10年最有希望的應(yīng)用
法拉利教授認(rèn)為,未來10年,石墨烯將先后在復(fù)合材料、透明半導(dǎo)體材料、能源、光子、光電子和傳感器等領(lǐng)域走向應(yīng)用。
從時間表來看,未來2年到3年內(nèi)石墨烯最有希望的應(yīng)用將是復(fù)合材料。如一家名為Head的歐洲公司,正在利用石墨烯生產(chǎn)網(wǎng)球拍;另一家歐洲公司也正準(zhǔn)備推出加入石墨烯的自行車輪胎;還有一家公司正將注意力轉(zhuǎn)向具有機械特性和熱力特性的復(fù)合材料。這些應(yīng)用都屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。其后,將是透明導(dǎo)電材料如移動手機和電視屏幕等。
未來5年內(nèi),石墨烯在能源領(lǐng)域也將大有作為,如石墨烯電池和石墨烯超級電容器等;未來5年到10年內(nèi),石墨烯將在光學(xué)、光子學(xué)和傳感器等領(lǐng)域,如光感測器、激光感測器、調(diào)制器及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等方面得到應(yīng)用。
需審慎看待石墨烯專利量
據(jù)英國專利咨詢公司CambridgeIP的研究,截至2014年5月全球在石墨烯領(lǐng)域申請的專利數(shù)量為11372項,亞洲占3060項,歐洲和英國分別僅有361項和41項,明顯處于落后境地。對此,法拉利認(rèn)為需要審慎看待石墨烯領(lǐng)域的專利數(shù)量。
他指出,目前中國和韓國在石墨烯領(lǐng)域申請了大量專利,而歐洲專利局在授予專利方面很挑剔,因而歐洲提交的專利申請數(shù)量較少。專利數(shù)量的差距,并不是表明歐洲在該技術(shù)領(lǐng)域處于落后境地的一項指標(biāo)。
就專利絕對數(shù)量而言,不可否認(rèn)歐洲處于落后,但其質(zhì)量并不低于其他國家。中國的很多專利并非國際專利;韓國在某一領(lǐng)域的專利數(shù)量多達數(shù)十個,而歐洲專利則覆蓋了眾多研究領(lǐng)域。歐洲和英國確實需要更多專利,也正在為此努力,但需要更審慎地看待專利數(shù)量。
整合石墨烯研發(fā)定有裨益
法拉利曾多次到中國進行學(xué)術(shù)交流,他開玩笑地說每次只有兩次入境的簽證迫使他不停地更新簽證。他指出,中國有很多石墨烯研發(fā)活動:2014年浙江寧波就舉辦了一次大型石墨烯會議;北京半導(dǎo)體物理所等在石墨烯和拓撲絕緣體方面很具實力;中國石墨烯聯(lián)盟也得到了地方政府的大力支持。
法拉利說,中國是一個大國,在區(qū)域性層次或單獨研發(fā)機構(gòu)層次上,有很多石墨烯研發(fā)項目,如上海、北京、浙江等地的區(qū)域性研發(fā)活動都很強勁。目前中國尚沒有一項整體的石墨烯研發(fā)計劃,但正努力地將其整合在一起。他認(rèn)為應(yīng)對這些研發(fā)活動加以協(xié)調(diào)。若能將在中國石墨烯研發(fā)方面的各種努力統(tǒng)一整合在單一計劃之下,肯定是有益的。
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