石墨烯復合材料是巨大的市場。有石墨烯、碳管要和金屬復合的,還有復合陶瓷的。防彈衣需要提高抗拉強度、剪切模量,抗靜電、導電塑料、導電涂料需要導電性、LED散熱、各種散熱器需要提高導熱散熱性,這些都為石墨烯提供了廣闊的天地。高分子用途十分廣泛,天上飛的、地上跑的、水里游的都會用上高分子材料。各種字母組合在一起,眼花繚亂的就組成了各種高分子的名稱。石墨烯、碳管復合尼龍已經有賣。但其他高分子材料,企業石墨烯復合遇到了阻力。在微電子方面,石墨烯應用還沒有產業化的消息,在研究上面有些進展,各種剪切制備納米帶、戴宏杰研究組、宮建茹組的氮摻雜、石墨烯晶體管等,這些離產業化非常遙遠,例:圖5.2010年IBM1000GHZ石墨烯晶體管。
圖5.IBM1000GHZ的石墨烯晶體管
總之,石墨烯應用前景光明、市場巨大是未被開發的寶藏,只要我們在石墨烯應用上,多花些精力、少些炒作、多些靜心、少些浮躁,石墨烯行業一定能夠將康穩定的發展。
附錄:論石墨烯行業發展的三個階段
石墨烯行業發展需要經過三個階段:石墨烯在實驗室階段、石墨烯在工廠階段、石墨烯進入百姓家階段。
第一階段是石墨烯在實驗室階段。
這個階段的特點是石墨烯的制備和石墨烯的市場都在實驗室。研究人員最早成為石墨烯的消費者,向石墨烯的制備提出了微小制備規模。供應單位為毫克和克級。由于早期石墨烯的制備較為繁瑣,因此制備的任務也就由科研院所的研究人員承擔,形成了第一階段。
2010年,一些媒體說石墨烯價格4000-5000元/克,引起轟動。石墨烯這么值錢~!其實不是它值錢,而是它處于第一階段的早期,兩頭都在實驗室,所以貴。早期,質差價貴價格4000元/克,現在質優價廉200元/克(當然還要再低。)
第二階段是石墨烯在工廠階段。
這個階段的特點石墨烯的生產和市場主要都在工廠。在第一階段的基礎上,隨著石墨烯制備技術的提高,工廠對石墨烯的興趣增加。也就是說石墨烯由科研院所實驗室走向工廠的項目實驗室。石墨烯在工廠的項目實驗室成熟之后,向石墨烯的制備提出了規模要求。這樣石墨烯的制備就有實驗室走向中試工廠,從而達成石墨烯在工廠的第二階段。
第三階段是石墨烯在百姓家階段。
石墨烯市場在工廠之后,早期石墨烯被用于生產資料的生產,然后再到消費資料生產,最后形成石墨烯在百姓家階段,從而使千家萬戶能收益于石墨烯所帶來的便利。第三階段就是真正的石墨烯時代。
對我國石墨烯行業的回顧:
石墨烯行業發展階段不是嚴格的割裂開的,而是交替并存的。2004年到2009年,算是第一階段。從工廠制備石墨烯來看,其中陳永勝老師的普蘭納米成立于2009年(這個是中國石墨烯行業開始邁向第二階段的標志),第六元素、二維2011年,北京碳世紀2012年,寧波墨西2012年,蘇州格瑞豐2012年。雖然2009年就開始工廠生產了,但是由于市場落后于制備,所以石墨烯制備的規模被制約。也就是出現制備規模虛假繁榮。因此,目前處于身子在第一階段,一只腳已經踏上了第二階段。
對目前我國石墨烯行業現狀的判斷及應對辦法:
目前我國石墨烯行業處于在第一階段,和將要進入第二階段的狀態。具體表現是制備規模遠遠大于市場規模。也就出現制備規模虛假繁榮的現象。普蘭納米3噸/年、墨西的400噸/年、格瑞豐30噸/年、六元素100噸、常州碳世紀2噸/年,加其他的在一起總共500~600噸/年,但是市場在哪里呢?
短期應對辦法是,科研人員石墨烯實驗的重點,由其他方向轉為石墨烯應用方向。石墨烯生產企業,加強和下游企業合作,共同進行大量石墨烯應用的項目實驗。政府加大對石墨烯應用型實驗的資金、政策的支持。長期應對辦法,政府加大力度,打擊對專利的侵權行為和盜竊技術行為,以提高各企業對新技術的投資興趣。以免企業投入大量的財力、物力、時間所得到的技術,被侵權或者盜竊,以至于無法回收前期的投入,造成企業無法形成良性循環。只有避免這種情況,企業才能有興趣對石墨烯應用進行投入,得到石墨烯應用新技術,并以此新技術獲得回報,并有能力再投入,從而使石墨烯應用得到穩定的發展。
對中國石墨烯行業未來的預測:
未來5年內,中國石墨烯行業的任務是完成從第一階段進入第二階段,即制備和市場都在工廠階段。最先石墨烯市場突破會出現在:石墨烯改性鋰電、石墨烯超級電容器、樹脂石墨烯復合材料、金屬石墨烯復合材料、石墨烯復合涂料等幾個方向。這幾個方向或其他方向,如果出現規模批量生產的產品,就算是開始進入第二階段。
最后我要說的是,我國石墨烯行業結構單一,大部分集中在粉體規模制備。在石墨烯電路、石墨烯芯片或者類似石墨烯結構的芯片的方面,都鮮有介入。不久的將來,硅即將退出,而石墨烯或者類似石墨烯結構新材料即將登臺的時候,我國如果喪失這個機遇,將會造成巨大的遺憾。