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2.技术焦点从制备转向如何使用
2010年后,全球石墨烯相关论文和专利数量呈井喷式增长。根据切萨布鲁夫技术生命周期理论,石墨烯产业仍处于技术成长期,且技术演化趋势正由石墨烯制备工艺向具体应用领域转变。
从1991年开始至今,全球共发表石墨烯相关SCI论文13.77万篇以上。其中,中国、美国、韩国和日本发布论文数量位居全球前四名,占比分别为34.2%、18.9%、7.5%和5.4%。
高鸿钧介绍说,从1994年开始至今,全球有超过1.25万件石墨烯相关专利。从技术原创国专利申请数量来看,中国、韩国、美国、日本申请的专利量位居全球前四,占比分别是50%、14%、6%和6%,中国石墨烯相关专利量具有绝对优势。但从各原创国的技术申请范围看,韩国、美国和日本都在积极进行专利全球布局,而我国在这一领域的海外专利布局却较为薄弱,亟待进一步加强。
从石墨烯专利技术申请领域看,2013年之前,石墨烯相关研究领域主要集中在制备领域。随着制备技术的完善与成熟,石墨烯专利申请开始向下游应用拓展,并开拓出新的领域——2013年至2015年间,全球新增大量关于复合纤维、涂层、功能薄膜、水处理等新兴领域的石墨烯技术专利申请,其中石墨烯复合材料的专利申请几乎翻倍,而制备技术专利的申请比例则降低。
3.点“石”成“金”还需加强产业应用
石墨烯产业上游为石墨烯资源,中游为石墨烯薄膜与粉体制作等环节,下游为石墨烯应用环节,也是附加值更高、发展空间更广阔的环节。
全球现在已探明的天然石墨储量约为1.31亿吨,储量居前四位的国家分别为巴西、中国、印度和墨西哥,合计占全球总储量的97.77%。其中,中国储量约为5500万吨,占全球储量的41.98%。因此我国在石墨烯产业上具有天然的原料优势。
目前,我国石墨烯材料正处于从实验室走向产业化的关键时期。在储能器件、改性材料、智能穿戴等领域的研究及应用已取得了重大突破。但受生产技术成熟度不高、产业化应用路径长等因素制约,石墨烯批量化生产和应用尚未完全实现,还存在技术转化能力弱、工装控制精度低、质量性能波动大、生产成本比较高、标准化建设滞后、商业应用领域窄等问题。
据高鸿钧介绍,国际上对石墨烯的定义是1层—2层的纳米薄片才能称之为石墨烯,而只有没有任何缺陷的石墨烯才具备各种强大特性。然而,我国石墨烯相关技术的研发主体是大学和科研机构,企业的研发力量薄弱且分散,而且目前国内大多科研机构和高校追求的是“高质量、大面积、单层”的完美石墨烯形态,较少关注下游的产业应用。科研与应用之间的严重脱节,导致国内市场出现了重上游轻下游、重科研轻应用的现象。如此一来,非常不利于石墨烯技术的跨越式发展。随着石墨烯研究的深入发展,其应用领域也将不断拓展,这是一个拥有着巨大潜力的产业,但想要真正在国内寻求产业突破,还要大力提升科技和产业创新融合的能力。
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