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刘忠范介绍,中国石墨烯产业有“三大件”,一是新能源,将石墨烯用作锂离子电池的导电添加剂,使电池充电速度更快、电容量也有提升;二是添加进防腐涂料,节省防腐涂料中较贵的锌的含量,同时提升防腐性能;三是大健康领域,比如利用其导热性能制作眼罩、护膝等理疗产品。三者合计,约占90%。
国内也有石墨烯高端产品,比如采用了石墨烯触摸屏、电池和导热膜的石墨烯手机等。
国际上在用石墨烯做什么产品?
2019年的世界移动通信大会上有石墨烯的专门展厅,石墨烯被用于数据通信、传感器、物联网、可穿戴设备、新能源等领域。比如用石墨烯做的超灵敏电子传感器可检测有害气体,用石墨烯做的宽带图像传感器能同时探测可见光和红外光。
石墨烯几乎无所不能,但目前石墨烯材料应用面广而不专精。那么,未来什么才可能成为石墨烯真正不可替代的“杀手锏”级应用呢?
刘忠范说:“‘杀手锏级’的用途,意味着离开它不行。我们现在还没有找到石墨烯‘杀手锏级’的用途。”
他表示,未来可能从两个方向找到石墨烯的杀手锏级用途,一类是逻辑推理式的用途,一类是出其不意的用途。
逻辑推理式用途,是从石墨烯本身性能推理出的用途。比如现在的透明导电薄膜是一种ITO玻璃,它不是柔性的,还含稀有元素铟。而石墨烯薄膜导热性、导电性非常好,又是透明的和柔性的,且只含常见的便宜的碳原子。未来,石墨烯薄膜用做透明导电薄膜,制作可穿戴柔性电子器件,将大有前途,或许能成为“杀手锏级”的用途。
非逻辑性的出其不意的用途,则需要研究者的创意思考。“比如我们把石墨烯长到蓝宝石上,跟LED结合起来,做成LED照明器件。其他什么工艺都不变,就可以将发光效率提升30%多。”刘忠范说,一旦产业化,这就是下一代的LED节能照明器件,会全面淘汰现有照明器件,也属于“杀手锏级”应用。
“杀手锏级应用就是只能用石墨烯,其他材料取代不了,所以必须基于并放大石墨烯材料的独特优势,来开展它‘杀手锏级’应用的探索。”魏迪表示,从器件角度来讲,可以利用石墨烯的超高载流子迁移率性能,将它与硅基半导体融合使用,制作出有优越性能的光电子探测器件、夜视远红外探测器件、逻辑电路器件等。
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