盡管石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展近兩年全球矚目，但其應(yīng)用量較小，市場(chǎng)沒(méi)有形成對(duì)石墨烯的規(guī)?；枨?，成為擋在發(fā)展前的"攔路虎"，產(chǎn)業(yè)化之路待發(fā)展已是業(yè)內(nèi)共識(shí)。自石墨烯于2004年問(wèn)世以來(lái)，被公認(rèn)為21世紀(jì)的"未來(lái)材料"和"革命性材料"，其發(fā)現(xiàn)者英國(guó)曼徹斯特大學(xué)安德烈-海姆(AndreGeim)教授也因此獲得了2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。之后，石墨烯相關(guān)專(zhuān)利開(kāi)始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。總體看來(lái)，石墨烯技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入快速成長(zhǎng)期，并迅速向技術(shù)成熟期跨越。

 

    自2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，就一直面臨如何解決大面積、高質(zhì)量石墨烯制備和快速高效轉(zhuǎn)移兩大關(guān)鍵問(wèn)題。而在顯示領(lǐng)域，要實(shí)現(xiàn)在金屬表面上催化生長(zhǎng)石墨烯，再轉(zhuǎn)移到適合的基底上，以廣泛應(yīng)用于電阻觸摸屏的技術(shù)工藝是十分困難復(fù)雜的。為了了解這些問(wèn)題以及市場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，編輯梳理了當(dāng)前石墨烯在國(guó)內(nèi)外觸摸屏行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展情況。

 

    國(guó)內(nèi)發(fā)展勢(shì)頭迅猛處全球領(lǐng)先地位

 

    中國(guó)現(xiàn)在是全球石墨烯的出版物和專(zhuān)利的領(lǐng)先者。石墨礦儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的75%，生產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的72%，是我國(guó)少有的幾種具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的礦產(chǎn)之一。在新材料產(chǎn)業(yè)"十二五"發(fā)展規(guī)劃中，石墨烯作為前沿新材料中的納米材料被提及，很大概率將入選"十三五"重點(diǎn)產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃。

 

    在石墨烯觸摸屏的研發(fā)方面，常州二維碳素科技公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)已突破了石墨烯薄膜應(yīng)用于中小尺寸手機(jī)的觸摸工藝，實(shí)現(xiàn)了石墨烯薄膜材料和現(xiàn)有ITO模組工藝線的對(duì)接，并在2014年五月宣布其第一條年產(chǎn)3萬(wàn)平方米石墨烯透明導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

 

    在推進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化方面，金路集團(tuán)與中科院金屬研究所聯(lián)合開(kāi)發(fā)電池級(jí)石墨烯技術(shù)已于2012年11月11日對(duì)共同完成的"石墨烯材料的規(guī)?；苽浼夹g(shù)"通過(guò)了成果鑒定。在石墨烯透明導(dǎo)電膜方面，金屬研究所能制備出4英寸的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。

 

    中國(guó)寶安旗下的深圳貝特瑞是目前全球唯一一家擁有完整的石墨烯價(jià)值產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)，公司在2011年11月完成石墨烯中試線建設(shè)并投入生產(chǎn)。據(jù)了解，貝特瑞向國(guó)家提交了與石墨烯相關(guān)的4項(xiàng)專(zhuān)利申請(qǐng)，其中"制備球狀石墨烯的方法"已在2014年4月28日收到發(fā)明專(zhuān)利證書(shū)。

 

    樂(lè)通股份2014年初與寧波墨西簽署了《石墨烯油墨項(xiàng)目合作協(xié)議》，商定組建合資公司從事石墨烯油墨的研發(fā)和生產(chǎn)，計(jì)劃總投資1億元人民幣。寧波墨西承諾將以最優(yōu)惠的價(jià)格向合資公司穩(wěn)定提供石墨烯原料，雙方將利用自身的營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)幫助合資公司推廣石墨烯油墨產(chǎn)品。

 

    華麗家族12年7月披露控股股東南江集團(tuán)及皙哲投資、中科院寧波材料所、劉兆平研發(fā)團(tuán)隊(duì)于2012年4月組建寧波墨西科技有限公司，該公司投建的世界上第一條量產(chǎn)石墨烯生產(chǎn)線預(yù)計(jì)將于2013年建成投產(chǎn)。

 

    方大炭素將建成全球最大的特種石墨生產(chǎn)基地，針狀焦及超高功率石墨電極的綜合產(chǎn)能也將位居全球炭素企業(yè)首位。2013年5月，公司收到了國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局對(duì)"以石灰石為原料制備石墨烯的方法"授予的發(fā)明專(zhuān)利權(quán)通知書(shū)。

 

    無(wú)錫格菲電子薄膜科技擁有由大批海歸博士組成的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)，自主核心發(fā)明專(zhuān)利50多項(xiàng)。初投入已超過(guò)1.2億元，已經(jīng)成功量產(chǎn)石墨烯觸控產(chǎn)品，于2013年12月形成年產(chǎn)500萬(wàn)片石墨烯觸控產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2014年9月實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)兩千萬(wàn)片石墨烯觸控產(chǎn)品。

 

    重慶墨?？萍加邢薰疽呀?jīng)和廣東正揚(yáng)科技股份有限公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同推進(jìn)石墨烯薄膜在觸摸屏上的應(yīng)用，解決了未來(lái)五年的石墨烯薄膜的銷(xiāo)售問(wèn)題。近期石墨烯薄膜將在觸摸屏上首先得到應(yīng)用，隨后將進(jìn)一步在OLED、太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容等領(lǐng)用進(jìn)行試用和推廣?；谑┒喾矫娴膬?yōu)異性能，其在軍事方面也將得到廣泛的應(yīng)用。

 

以中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所高質(zhì)量薄層石墨烯制備技術(shù)成果為基礎(chǔ)，蘇州格瑞豐納米科技有限公司2014年7月正式推出典型厚度分別為1nm和2~3nm的高質(zhì)量薄層石墨烯粉體產(chǎn)品。目前，格瑞豐薄層石墨烯粉體的生產(chǎn)規(guī)模初步放大，已經(jīng)能滿足科技研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用的需求。

 

    重慶石墨烯產(chǎn)業(yè)園將用5年左右時(shí)間謀劃打造千億生態(tài)圈，培育石墨烯應(yīng)用研發(fā)企業(yè)20家以上，引進(jìn)、發(fā)展下游應(yīng)用生產(chǎn)企業(yè)100家，引進(jìn)和培養(yǎng)石墨烯應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)研發(fā)人員100人以上，形成石墨烯應(yīng)用技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)10支以上，加快建成國(guó)家級(jí)石墨烯產(chǎn)業(yè)化示范基地。

 

    2014年12月，常州國(guó)家石墨烯新材料高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地正式獲批，這是全國(guó)首個(gè)"國(guó)字頭"的石墨烯產(chǎn)業(yè)化基地。常州第六元素材料科技股份有限公司今年11月成功在"新三板"上市，成為國(guó)內(nèi)首家石墨烯上市企業(yè)。

 

    國(guó)外研發(fā)迅速注重石墨烯領(lǐng)域提前布局

 

    目前，在這個(gè)領(lǐng)域研究的國(guó)家有英美韓中日等，已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的公司有四家，分別是韓國(guó)三星、日本索尼、輝銳和二維碳素。美英CambriosTechnologies、3M；日本東麗、東芝、索尼、產(chǎn)綜研及信越聚合物；韓國(guó)的三星等廠商在石墨烯方面研發(fā)迅速。

 

    2013年1月，歐盟委員會(huì)將石墨烯列為"未來(lái)新興技術(shù)旗艦項(xiàng)目"之一，該項(xiàng)目的研究范圍十分廣泛，其中石墨烯的制備是核心。歐盟委員計(jì)劃十年提供10億歐元資助，將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度。

 

    英國(guó)去年底宣布將追加投資2150萬(wàn)英鎊資助石墨烯研究項(xiàng)目，推進(jìn)石墨烯的商業(yè)化進(jìn)程，并建立一個(gè)國(guó)家級(jí)研究機(jī)構(gòu)--國(guó)家石墨烯研究所（NGI），這也使該機(jī)構(gòu)有望成為世界領(lǐng)先的石墨烯開(kāi)發(fā)和開(kāi)采中心。

 

    美國(guó)輝銳科技是一家石墨烯技術(shù)發(fā)展公司，率先進(jìn)軍大面積石墨烯柔性觸控屏市場(chǎng)，并獲專(zhuān)業(yè)的科技行業(yè)投資基金IDG資本入股成為其股東之一。輝銳科技計(jì)劃于未來(lái)3年投資共1.5億美元發(fā)展石墨烯移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)，能制造大面積的柔性觸控屏，應(yīng)用于手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)及便攜式電子顯示屏等市場(chǎng)。

 

    2010年，韓國(guó)三星公司和成均館大學(xué)的研究人員在一個(gè)63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，成功制備出電視機(jī)大小的純石墨烯，并用該石墨烯制造了柔性觸摸屏。2011年，韓國(guó)研究人員，開(kāi)發(fā)出基于石墨烯的柔性有機(jī)電致發(fā)光器件。

 

    日本索尼制作出了長(zhǎng)約120m*寬230mm的石墨烯薄膜，這是目前全球最長(zhǎng)的石墨烯薄膜。這種石墨烯應(yīng)用到透明導(dǎo)電膜是目標(biāo)用途之一。索尼通過(guò)對(duì)化學(xué)氣相沉積（CVD）法加以自主改良取得了此次的成果，CVD法作為合成大面積石墨烯的方法而廣為人知。

 

    日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所發(fā)布了以卷對(duì)卷方式合成薄膜寬度為594mm的石墨烯的制造裝置。產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所采用以微波等離子為基礎(chǔ)，利用300～400℃的低溫CVD法合成石墨烯的方式。此外，東芝實(shí)現(xiàn)石墨烯與銀納米線復(fù)合透明電極的大面積化；松下已經(jīng)成功將石墨散熱膜的厚度減少到只有10微米（人類(lèi)紅細(xì)胞直徑僅為5微米），1微米相當(dāng)于1米的一百萬(wàn)分之一，薄度相當(dāng)驚人。

 

    2014年9月由劍橋大學(xué)石墨烯研究中心和英國(guó)公司PlasticLogic共同生產(chǎn)的全球首款石墨烯柔性顯示屏原型產(chǎn)品研發(fā)成功。據(jù)了解，它是一款有源矩陣電泳顯示屏，這種技術(shù)通過(guò)使用電場(chǎng)重新排列溶液上的懸浮粒子，顯示出圖像。這種顯示屏和如今的電子閱讀器顯示屏很相似，不過(guò)它沒(méi)有采用玻璃材質(zhì)，而是選用了軟塑料，這也是首次將石墨烯技術(shù)應(yīng)用在基于晶體管的電子設(shè)備上面。

 

    此外，石墨烯制成的技術(shù)現(xiàn)狀：業(yè)內(nèi)主要有四種制備方法，分別是機(jī)械剝離法、外延生長(zhǎng)法、氧化石墨還原法、和氣相沉積法(CVD)。前三種的原材料均為石墨，CVD法原材料則為甲烷居多。由于制造成本相對(duì)較低，目前多采用機(jī)械剝離法和氧化石墨還原法制造石墨烯。

 

    編者語(yǔ)：

 

    現(xiàn)代觸摸屏的表面都會(huì)用到一層銦錫氧化物，具有較好的透明性和導(dǎo)電性，廣泛應(yīng)用于顯示產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。不過(guò)隨著全球電子設(shè)備觸摸屏總面積的不斷增長(zhǎng)，生產(chǎn)觸摸屏的稀有金屬銦材料將被耗盡。石墨烯作為一種新型高科技材料，具有超薄、強(qiáng)韌、穩(wěn)定、導(dǎo)電性好等諸多現(xiàn)有材料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)或?qū)?huì)取代銦金屬在觸摸屏領(lǐng)域取得更廣泛的應(yīng)用。