全球石墨烯专利数

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全球专利申请国家分布(截止到 2014 年)

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3、产业化进入快车道
产业化方面,2013 年包括华为、东旭光电在内的主流企业与清华大学等科研机构共同建立了“中国石墨烯产业技术创新战略联盟”(CGIA),以构建产学研一体化平台,共同推动石墨烯的产业化发展。在地方政府的支持下,宁波、常州、无锡、青岛、重庆五地设立石墨烯产业园区,集中发展石墨烯产业,无锡市计划在 2015 年石墨烯及相关产业规模突破 50 亿元,2020 年达到 300 亿元。宁波市计划在三年内设立 9000 万的财政资金,并在 10 年内打造千亿级规模的产业特色群。此外,江苏、内蒙古、山东等地相继成立石墨烯联盟,旨在促进政、企、产、学、研相结合,构建以石墨烯原材料、研发、制备、应用为主体的产业链。各方的共同推动使我国石墨烯产业化进程进入快车道,石墨烯产业呈现出蓬勃发展的势头,第六元素、宁波墨西、重庆墨希、二维碳素等优秀石墨烯企业不断涌现。
中国石墨烯产业分布图

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三、产业化大幕拉开——低端领域现已切入,高端领域未来可期
1、制备:石墨烯粉体及多晶薄膜已初具规模,单晶薄膜有待突破
自 2004 年石墨烯被首次制备以来,研究人员发展了多种方法制备石墨烯,各类制备方法可归纳为 2 个主流路线,即自上而下(Top-Down)和自下而上(Down-Top)的方法。前者通常以石墨为原料,采用物理或化学的方法将石墨解离成单层或多层的石墨烯,制成的石墨烯单晶一般尺寸较小,以微片形式存在。包括机械剥离法、液相剥离法、氧化还原法等;后者通常以含碳气体或固体化合物为原料,通过化学方法利用碳原子构建石墨烯。除此之外,还有一些比较另类的生产方法如碳纳米管展开法、分子自组装法等。目前,高质量大面积石墨烯单晶的制备还处于探索阶段,不同制备方法得到的石墨烯,其物理化学特性不一样,对应着不同的应用领域。
石墨烯的不同生产方法对比

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石墨烯不同生产方法成本与晶体质量对比

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