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        石墨烯+智能 能否大放異彩?

        瀏覽次數: 日期:2017-08-17

        作為人類目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最佳的新型納米材料,石墨烯具備優異的光學、力學、電學、熱學效應,是智能傳感器、柔性顯示屏、柔性電池等器件的理想材料。隨著新一輪科技革命和產業變革蓬勃興起,人工智能、智能科技、智能產業迅速崛起,石墨烯能否在大智能時代大放異彩、引領潮流?近日,在北京召開的“石墨烯+智能”研討會上,專家對此展開了討論。

          智能時代催生機遇

          隨著物聯網技術的不斷發展和進步,“大智能時代”將對未來的制造業帶來巨大沖擊。根據預測,到2020年,全球聯網設備市場規模將達到3000億美元,隨著集成電路、智能硬件、人工智能、云計算和大數據等技術的成熟,將創造萬億美元的市場規模。這對于石墨烯產業來說既是機遇也是挑戰。

          中關村智能硬件產業聯盟秘書長董宇認為,近年來,隨著人工智能、智能硬件、傳感互聯、移動通信、大數據等技術的發展,“智能+”正快速地拓展到經濟社會的各個領域,釋放和催生工業、農業、節能環保、商貿流通、交通能源、公共安全、社會事業、城市管理等各個領域的新需求,“智能+”浪潮全面襲來。石墨烯新材料具有良好的應用前景,“石墨烯+智能”將帶來全新的產業革命,打開巨大的市場空間。

          據介紹,目前石墨烯在信息電子器件中取得一系列新進展,開發出石墨烯場效應晶體管(GFET)、石墨烯電光調制器、石墨烯光電探測器等新型器件。中科院半導體所副研究員黃北舉表示,在石墨烯光電器件方面,目前石墨烯探測器的性能已經接近于商用水平,通過批量的生產,完全可以實現產業化的應用。石墨烯探測器和CMOS電路還能夠單片集成,通過這種單片集成,能夠充分融合石墨烯寬波段光電相應的優勢和硅在電信號放大處理等方面的優勢,具有低成本、高集成度和高成品率的優勢,在光通信以及紅外成像領域具有非常廣闊的市場應用前景。特別是在紅外成像領域,石墨烯紅外成像芯片完全有可能顛覆現在的紅外成像市場。

          諸多問題有待解決

          記者了解到,石墨烯作為一種新型材料,有著很大的應用潛力,但是目前主流的顯示技術已經形成了較為完整成熟的產業鏈條,石墨烯要想在現有的行業中獲得廣泛的應用,有很多問題需要去研究和解決。

          中關村石墨烯產業聯盟理事長、北京石墨烯研究院院長、中科院院士劉忠范表示,目前中國的石墨烯產業化進程已經走在了國際前列,引領著石墨烯產業的蓬勃發展,但是也不得不承認,國內的石墨烯技術研發及產業化工作還有極大的提升空間。“今天的石墨烯材料本身尚不足以支持未來的石墨烯產業,需要行業共同努力,保持足夠的耐心和信心去創造未來的石墨烯產業。”劉忠范說。

          作為新材料之王,石墨烯集超強的導電、導熱、強度、柔性于一身,是可穿戴器件的理想材料。北京石墨烯研究院執行院長魏迪指出,未來石墨烯在可穿戴電子設備的市場將非常廣闊。石墨烯應該基于其獨特性能,揚長避短,目前來看還有很長的路要走。

          中科院重慶綠色智能技術研究院微系統研究中心主任史浩飛認為,在石墨烯產業商業化的過程中,依然存在諸多挑戰,如多晶石墨烯的方塊電阻還不夠低,石墨烯與襯底的附著力偏差,石墨烯尚不能在低溫下原位沉積、成本還偏高等。

          做“撒手锏”別做“萬金油”

          對于目前石墨烯產業應用現狀,專家認為,這與我國石墨烯產業定位有關系。劉忠范提到,未來的石墨烯產業將是建立在石墨烯材料的“撒手锏”級的應用基礎之上,而不是作為“萬金油”式的添加劑。

          業內專家表示,當前,國內市場上的石墨烯下游應用領域主要集中在防腐涂料、鋰電池導電劑、電熱膜等產品上,石墨烯只是作為添加劑提升了現有產品的性能。反觀國外,在今年4月的世界移動通信大會上,歐盟石墨烯旗艦展出了石墨烯超級汽車、物聯網傳感器、可穿戴設備與健康管理、數據通信、能源技術以及復合材料等前沿技術及產品。

          史浩飛提到,石墨烯透明導電膜的制備和應用在最近幾年取得了較大的進展,如制備和轉移技術、結構化技術、功能一體化集成等問題都得到了一定程度的解決,展現出很好的潛力。隨著技術的不斷進步,石墨烯在智能顯示領域將大有可為。

          中關村發展集團總經理助理賈一偉表示,北京市將緊緊圍繞建設具有全球影響力的全國科技創新中心的重大戰略要求,突破一批具有全局性、前瞻性、帶動性的關鍵技術,加強石墨烯行業技術標準的研制,培育具有國際競爭力的研發創新體系,加快石墨烯產業化進程,打造具有全球影響力的、創新型的石墨烯產業集群。

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