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中国先闯入领地
研究发现,石墨烯专利技术主要集中在以下几个方向:石墨烯的制备,例如氧化还原法、化学气相沉积(CVD)等;石墨烯用于制备半导体器件、光电器件及场发射晶体管等;用于制备石墨烯复合材料及薄膜等;石墨烯用于锂离子电池电极等。
石墨烯专利的热点技术领域主要包括以下几个方面:石墨烯制备,例如液相剥离、化学氧化、外延生长和化学气相沉积;石墨烯分散和粉末制备技术;石墨烯用作锂离子电池电极材料、超级电容器材料、太阳能电池电极材料等;石墨烯用于制备薄膜晶体管、光电器件、透明导电薄膜等半导体器件;石墨烯用于复合材料,例如导电导热材料、复合纤维和碳纤维等;涂层、石墨烯功能薄膜、传感器、水处理等。
中国处于技术原创国的首位,其专利受理数量大幅领先于随后其他各国家和地区,占据了46%的份额;韩国、美国、日本紧随其后,也是该项技术的主要技术原创国。这是因为该领域目前处于产业化前夕,需要政府的大力支持。中国政府在石墨烯技术领域的诸多专项支持极大推动了该国在石墨烯技术领域的研发速度,为未来在行业内领先地位奠定了坚实基础。
美国和日本是最早进入该技术领域的国家,其他国家则在2006年前后开始相关研究,其中日本、英国、加拿大等国的申请量始终保持稳定,增长缓慢,而中国、美国和韩国在2010年后申请数量增长迅速。其中以中国的增长速度最快,受理的石墨烯相关专利基本上集中在近3年,在专利申请总量上已经远远超越美国、日本和韩国。
技术原创国和技术目标申请国排名基本相似,可见中国、韩国、美国、日本不仅是石墨烯技术的主要技术原创地,也是主要技术保护地。从各原创国的技术申请范围来看,韩国、美国和日本都在积极进行全球布局,中国在这方面还需要进一步加强。
可努力的方向
从全球范围来看,石墨烯相关技术目前仍处于高速发展阶段,美、日、韩的专利申请人以大型跨国公司为主,技术领域主要集中在通过由下至上(Bottom-Up) 途径制备石墨烯以及相关应用,并且不管是在专利申请数量还是在专利布局方面,都具有优势地位。中国申请人在该领域的相关专利申请起步较晚,申请人相对分散,还没有形成有规模的专利申请布局;中国专利申请人的技术目前主要集中在通过由上到下(Top-Down)途径制备石墨烯以及相关应用,虽然在专利申请数量上占有优势,但通过专刊合作协定途径申请的专利却非常少。
在Top-Down 途径制备石墨烯上,目前,中国国内申请人在该领域的专利申请占有主导地位,比较热点的领域包括锂离子电池、超级电容器、太阳能、导电/导热材料、吸波材料、防腐、润滑等。
在Bottom-Up 途径制备石墨烯上,尤其在石墨烯生长设备以及石墨烯薄膜的转移技术领域,国外申请人在华专利申请数量虽然较少,但大都属于基础专利。国内申请人在该领域起步较晚,但发展迅速,专利技术主要集中在石墨烯薄膜生长、相关设备技术的改进以及液晶显示、触摸等产业的下游领域。在石墨烯薄膜转移技术领域,国内极少涉及,多数申请人在石墨烯薄膜转移领域的专利申请日都在韩国三星之后,并且目前国内还没有大规模转移石墨烯薄膜的设备专利。国外申请人在该领域虽然专利申请数量目前占有较大优势,但其专利技术大多偏向于基础研究,相当一部分专利的产业化应用价值并不高。
近年来我国对高新技术产业的扶持力度逐渐增大,诸多高新企业纷纷投入到石墨烯薄膜的制备和应用研究中。和国外的专利申请人相比,我国在此方面申请专利的产业化导向更为明显,但是申请人相对分散且相互间缺乏合作关系,建议国家相关部门在政策方面加强引导和支持,推动在该技术领域的产学研合作和技术转移。(本报见习记者李勤整理)
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