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石墨烯(Graphene)是由单层碳原子组成的,具有六角型蜂窝状结构的平面薄膜。它是迄今发现的厚度最薄、强度最高、结构最致密的材料,且拥有卓越的电学、光学、化学性能,未来有望在电极、电池、功能涂料、触摸屏、太阳能、传感器、超轻材料、生物医疗、海水淡化、催化和储能等众多领域应用,被认为是21世纪的“万能材料”。石墨烯从2004年首次发现到2010年获诺贝尔奖仅用了6年时间,几乎是史无前例。其相关的研究论文在最近几年也实现井喷式增长,成为最为热门的研究领域之一。据不完全统计,2010年石墨烯的全球论文发表量约为3 000篇,而2014年就超过了20 000篇。目前,世界各国都将石墨烯研究提升至战略高度。2011年,英国政府将石墨烯定为重点发展的4项新兴技术之一,投入5 000万英镑支持石墨烯研发和商业化应用研究。2013年,欧盟启动石墨烯旗舰计划,10年投入10亿欧元推动石墨烯从实验室走向产业化应用。
我国对石墨烯也非常的重视,早在《新材料产业“十二五”发展规划》,就将石墨烯列入到前沿新材料当中。同时,通过国家科技重大专项、国家973计划围绕“石墨烯宏量可控制备”、“石墨烯基电路制造设备、工艺和材料创新”等方向部署了一批重大项目。在国家的大力支持下,我国石墨烯的相关研究取得了飞速的发展,成为了国际石墨烯研究领域的主要参与者。据不完全统计,到2012年,中国科研工作者已经发表了超过6 000篇关于石墨烯的文章,总被引用次数超过90 000次。在2013年有2 200篇关于石墨烯的专利是来自中国。近几年来,我国在石墨烯领域发表的论文和专利申请,均领先于美国位居世界首位。在科研领域取得丰硕成果的同时,我国从2014年下半年开始加快对石墨烯产业发展的战略布局。2014年年底,国家发展和改革委员会、财政部、工业和信息化部(以下简称“工信部”)等3部委联合发布了《关键材料升级换代工程实施方案》,石墨烯被纳入到20种重点发展新材料名单;2015年5月下旬出台的《中国制造2025》规划中,也将石墨烯列为新材料领域中的4大颠覆性新材料之一;目前工信部正在制定的《“十三五”新材料规划》中将包括石墨烯;《石墨烯产业发展行动计划》也正在拟定当中。在技术发展和政府推动的双重驱动下,石墨烯行业正在迎来发展的元年。
为推动我国石墨烯的研究和产业发展,“2015年石墨烯高峰论坛”于2015年5月21-22日在清华大学深圳研究生院召开。此次论坛由中国科学技术协会学会学术部、深圳市科学技术协会、清华大学深圳研究生院和中国科学院金属研究所共同主办。此次论坛得到了银基烯碳新材料股份有限公司和深圳市大富科技股份有限公司的大力支持。该论坛以石墨烯为主题,重点讨论石墨烯的基础理论、可控制备与宏量制备、优异物理与化学性能、产业化过程中的机遇与挑战,以及未来石墨烯市场与产业链发展。论坛旨在为石墨烯材料领域的国内外科学家与企业家搭建一个交流与合作平台,推动石墨烯材料的产业化进程。尽管受到了恶劣天气的影响,仍有来自海内外200余位专家学者、企业界代表、投融资机构参加了此次盛会。论坛由中国科学院金属研究所成会明院士、清华大学深圳研究生院院长康飞宇教授共同担任主席。

石墨烯产业成新材料领域关注热点
近年来,我国政府不断加大对石墨烯领域的支持。其中,国家自然科学基金委员会从2007年开始,支持的石墨烯项目从1个增加到2012年的334个,2007-2012年间累计资助经费达到了33 095万元;科技部和中国科学院对石墨烯的累计资助经费也分别达到了5 915万元和4 605万元。在国家政策的有利支持和推动下,我国不仅陆续成立了常州、青岛、重庆、宁波、无锡5个石墨烯产业园,在长三角、珠三角、深圳等地,石墨烯相关企业数量也逐渐扩大。会上,来自深圳市的相关单位领导表示石墨烯作为新材料的重要组成部分,将对我们未来的生活可能产生巨大的影响,未来5~10年全球石墨烯产业的规模或将超过1 000亿美元。深圳高度重视石墨烯的发展,将为石墨烯在深圳地区的发展营造良好环境,提供便利服务,推动石墨烯的科技创新以及在下游应用领域的发展。
深圳市科技创新委员会邱宣副主任介绍说,目前深圳已经拥有以贝特瑞、比亚迪、国创新能源为代表的20多家石墨烯相关企业,主要的发展方向包括锂离子电池、超级电容器、导热材料、触摸屏、复合材料以及太阳能电池材料。深圳市下一步的科技计划中将支持石墨烯的应用科技创新,通过市场牵引带动石墨烯产业发展。布局的5大重点方向分别是石墨烯低成本制备技术,在添加剂及储能领域的应用,透明导电薄膜材料制备及应用技术,吸波材料、电磁屏蔽材料、电子封装材料等电子器件领域的应用,以及生物材料等新兴领域中的应用。
深圳市发展与改革委员会吴优副主任表示近年来在科技创新和产业发展的过程中,出现了“三发”融合的趋势,“三发”即科学发现、技术发明和产业发展,在促进三发融合的过程中,需要构建一批载体起到支撑和引领作用,深圳市在石墨烯发展过程中,也构建了4个载体包括举办石墨烯高峰论坛、建立清华大学炭功能材料国家地方联合工程实验室、关注石墨烯发展的专家学者以及支持本土从事石墨烯产业的企业等4项措施促进石墨烯领域的“三发融合”,以支撑、引领深圳市石墨烯产业技术的发展。
成会明院士表示尽管我国各级地方政府高度重视石墨烯的研究开发,但石墨烯的真正应用尚未展开,需要在“产学研”各环节进行深入探讨及合作。
银基烯碳新材料股份有限公司联合总裁范定侒认为,产业周期与人生周期极为相似。人生大致可分为在校学习期、就业创业期、成就贡献期等若干周期,在校学习期又分为小学、中学、大学3个时期,现在的石墨烯产业就处于类似人生第一阶段中的大学期,尤其是从2014年首届石墨烯国际高峰论坛开始,石墨烯概念涌动,并会持续一段时间。大学期除了学习也有些试验产品,也有少量学生创业或勤工俭学,但毕竟是单项技术为主,难以综合实际应用,直到人生的就业创业期,才是产品真正进入市场,接受用户检验的时候。对照石墨烯产业,目前同样是以学术技术为主,少量的初级产品,稳定应用产品很少,这正是大学期的特征。随着石墨烯产业政策频频推出,石墨烯专利技术迅猛增加,上市公司石墨烯板块增多,由此可以判断:石墨烯产业正在从大学期跨入类似人生第2周期的就业创业期。大学期是人生最美好的季节,石墨烯产业生命也正在绽放。 石墨烯技术发展日新月异
参加本次论坛的国内外特邀演讲嘉宾包括原德州大学奥斯汀分校讲席教授、现蔚山国立科技研究院Rodney S.Ruoff教授、美国罗格斯大学Manish Chhowalla教授、日本东京大学Shigeo Maruyama教授、中国科学院金属研究所成会明院士、北京大学彭练矛教授、清华大学魏飞教授、中国科学技术大学俞书宏教授、大连理工大学邱介山教授、深圳清华大学研究院冯冠平教授、国家纳米科学中心智林杰研究员、北京理工大学曲良体教授等。
第1位特邀报告来自于Rodney S.Ruoff教授,他讲演的题目是“石墨烯和新型碳材料的兴起”。Rodney S.Ruoff教授在碳纳米材料领域有着深厚的造诣,在金刚石、富勒烯、纳米碳管和石墨烯领域做出了多项杰出工作,在Science和Nature系列刊物上发表论文近20篇,并被Thomson Reuters评为2000-2010年度全球最顶尖的100名材料科学家之一(排名第16)。Ruoff教授首先回顾了石墨烯的历史,介绍了石墨烯的优异性能,并给出了17个潜在的应用领域。随后,Ruoff教授介绍了其研究小组的重点工作,包括在金属载体上大面积生长高质量均一石墨烯薄膜,以及所得到薄膜的高电子迁移率;用化学方法活化石墨烯材料的新型三维碳材料以及其作为超级电容器电极的优良性能等。
第2位特邀报告来自于北京大学的彭练矛教授,他讲演的题目是“石墨烯霍尔元件”。彭练矛教授主要研究领域为碳基集成电路的实现和系统;纳米器件在化学、生物传感及能源方面的应用等。迄今在国际学术刊物上发表SCI收录论文300余篇,3次任国家“973”计划项目和国家重大科学研究计划项目首席科学家。彭练矛教授首先介绍了霍尔元件以及应用石墨烯制作霍尔元件的优点,相对于半导体材料,石墨烯具有高敏感性、高分辨率、耐高温等特点,适合制作高附加值的霍尔元件。随后,彭练矛教授对石墨烯霍尔元件的制备方法和相关性能进行了详细的介绍,石墨烯霍尔元件能够充分发挥石墨烯材料迁移率高和单原子薄层等优势,规避其没有带隙或者小带隙的缺陷,而且制备工艺简单,容易得到高性能的石墨烯磁敏传感器。最后,彭教授指出相对于硅基器件低廉的价格,石墨烯霍尔元件的未来应用领域将主要在于高端市场。目前,器件制备过程中的关键技术瓶颈基本已经解决,下一步需要应用厂商的介入来推动石墨烯霍尔元件的产业化。
来自清华大学的魏飞教授做了“三维的石墨烯/碳纳米管及在储能中的应用”专题报告。魏飞教授承担“973”、“863”及国家自然科学基金重点、国家支撑计划等研究项目十余项。在国际学术刊物上发表SCI论文380余篇,引用10 000余次。魏飞教授首先介绍了储能领域对材料性能和结构的需求,然后对本课题组发展柱撑石墨烯这种具有自分散特性的新材料进行了详细说明。这种不堆叠的柱撑石墨烯在锂硫电池储能中体现了优异的性能。如果将该材料用于超级电容器,电池的能量密度达到20Wh/kg,循环50万次后的能量密度达到20kW/kg,在电动汽车、个人电子产品以及大规模储能中具有巨大潜在应用前景。魏飞教授同时正在开展低成本柱撑石墨烯制备工艺的研究,已经具备了年产1t石墨烯浆料的能力。
此次论坛除了十多位科学家演讲外,另外设置的“青年科学家论坛”、“创业论坛”和“企业家论坛”3个对话环节即为不同领域的人士搭建了一个从不同角度共同阐述石墨烯发展与应用中所存在问题的平台,以期通过交流促进学术界、企业界及政府机构之间的沟通与交流,促进石墨烯的研究、开发与产业化,推动石墨烯等纳米碳材料的应用和发展。
我国对石墨烯也非常的重视,早在《新材料产业“十二五”发展规划》,就将石墨烯列入到前沿新材料当中。同时,通过国家科技重大专项、国家973计划围绕“石墨烯宏量可控制备”、“石墨烯基电路制造设备、工艺和材料创新”等方向部署了一批重大项目。在国家的大力支持下,我国石墨烯的相关研究取得了飞速的发展,成为了国际石墨烯研究领域的主要参与者。据不完全统计,到2012年,中国科研工作者已经发表了超过6 000篇关于石墨烯的文章,总被引用次数超过90 000次。在2013年有2 200篇关于石墨烯的专利是来自中国。近几年来,我国在石墨烯领域发表的论文和专利申请,均领先于美国位居世界首位。在科研领域取得丰硕成果的同时,我国从2014年下半年开始加快对石墨烯产业发展的战略布局。2014年年底,国家发展和改革委员会、财政部、工业和信息化部(以下简称“工信部”)等3部委联合发布了《关键材料升级换代工程实施方案》,石墨烯被纳入到20种重点发展新材料名单;2015年5月下旬出台的《中国制造2025》规划中,也将石墨烯列为新材料领域中的4大颠覆性新材料之一;目前工信部正在制定的《“十三五”新材料规划》中将包括石墨烯;《石墨烯产业发展行动计划》也正在拟定当中。在技术发展和政府推动的双重驱动下,石墨烯行业正在迎来发展的元年。
为推动我国石墨烯的研究和产业发展,“2015年石墨烯高峰论坛”于2015年5月21-22日在清华大学深圳研究生院召开。此次论坛由中国科学技术协会学会学术部、深圳市科学技术协会、清华大学深圳研究生院和中国科学院金属研究所共同主办。此次论坛得到了银基烯碳新材料股份有限公司和深圳市大富科技股份有限公司的大力支持。该论坛以石墨烯为主题,重点讨论石墨烯的基础理论、可控制备与宏量制备、优异物理与化学性能、产业化过程中的机遇与挑战,以及未来石墨烯市场与产业链发展。论坛旨在为石墨烯材料领域的国内外科学家与企业家搭建一个交流与合作平台,推动石墨烯材料的产业化进程。尽管受到了恶劣天气的影响,仍有来自海内外200余位专家学者、企业界代表、投融资机构参加了此次盛会。论坛由中国科学院金属研究所成会明院士、清华大学深圳研究生院院长康飞宇教授共同担任主席。

石墨烯产业成新材料领域关注热点
近年来,我国政府不断加大对石墨烯领域的支持。其中,国家自然科学基金委员会从2007年开始,支持的石墨烯项目从1个增加到2012年的334个,2007-2012年间累计资助经费达到了33 095万元;科技部和中国科学院对石墨烯的累计资助经费也分别达到了5 915万元和4 605万元。在国家政策的有利支持和推动下,我国不仅陆续成立了常州、青岛、重庆、宁波、无锡5个石墨烯产业园,在长三角、珠三角、深圳等地,石墨烯相关企业数量也逐渐扩大。会上,来自深圳市的相关单位领导表示石墨烯作为新材料的重要组成部分,将对我们未来的生活可能产生巨大的影响,未来5~10年全球石墨烯产业的规模或将超过1 000亿美元。深圳高度重视石墨烯的发展,将为石墨烯在深圳地区的发展营造良好环境,提供便利服务,推动石墨烯的科技创新以及在下游应用领域的发展。
深圳市科技创新委员会邱宣副主任介绍说,目前深圳已经拥有以贝特瑞、比亚迪、国创新能源为代表的20多家石墨烯相关企业,主要的发展方向包括锂离子电池、超级电容器、导热材料、触摸屏、复合材料以及太阳能电池材料。深圳市下一步的科技计划中将支持石墨烯的应用科技创新,通过市场牵引带动石墨烯产业发展。布局的5大重点方向分别是石墨烯低成本制备技术,在添加剂及储能领域的应用,透明导电薄膜材料制备及应用技术,吸波材料、电磁屏蔽材料、电子封装材料等电子器件领域的应用,以及生物材料等新兴领域中的应用。
深圳市发展与改革委员会吴优副主任表示近年来在科技创新和产业发展的过程中,出现了“三发”融合的趋势,“三发”即科学发现、技术发明和产业发展,在促进三发融合的过程中,需要构建一批载体起到支撑和引领作用,深圳市在石墨烯发展过程中,也构建了4个载体包括举办石墨烯高峰论坛、建立清华大学炭功能材料国家地方联合工程实验室、关注石墨烯发展的专家学者以及支持本土从事石墨烯产业的企业等4项措施促进石墨烯领域的“三发融合”,以支撑、引领深圳市石墨烯产业技术的发展。
成会明院士表示尽管我国各级地方政府高度重视石墨烯的研究开发,但石墨烯的真正应用尚未展开,需要在“产学研”各环节进行深入探讨及合作。
银基烯碳新材料股份有限公司联合总裁范定侒认为,产业周期与人生周期极为相似。人生大致可分为在校学习期、就业创业期、成就贡献期等若干周期,在校学习期又分为小学、中学、大学3个时期,现在的石墨烯产业就处于类似人生第一阶段中的大学期,尤其是从2014年首届石墨烯国际高峰论坛开始,石墨烯概念涌动,并会持续一段时间。大学期除了学习也有些试验产品,也有少量学生创业或勤工俭学,但毕竟是单项技术为主,难以综合实际应用,直到人生的就业创业期,才是产品真正进入市场,接受用户检验的时候。对照石墨烯产业,目前同样是以学术技术为主,少量的初级产品,稳定应用产品很少,这正是大学期的特征。随着石墨烯产业政策频频推出,石墨烯专利技术迅猛增加,上市公司石墨烯板块增多,由此可以判断:石墨烯产业正在从大学期跨入类似人生第2周期的就业创业期。大学期是人生最美好的季节,石墨烯产业生命也正在绽放。 石墨烯技术发展日新月异
参加本次论坛的国内外特邀演讲嘉宾包括原德州大学奥斯汀分校讲席教授、现蔚山国立科技研究院Rodney S.Ruoff教授、美国罗格斯大学Manish Chhowalla教授、日本东京大学Shigeo Maruyama教授、中国科学院金属研究所成会明院士、北京大学彭练矛教授、清华大学魏飞教授、中国科学技术大学俞书宏教授、大连理工大学邱介山教授、深圳清华大学研究院冯冠平教授、国家纳米科学中心智林杰研究员、北京理工大学曲良体教授等。
第1位特邀报告来自于Rodney S.Ruoff教授,他讲演的题目是“石墨烯和新型碳材料的兴起”。Rodney S.Ruoff教授在碳纳米材料领域有着深厚的造诣,在金刚石、富勒烯、纳米碳管和石墨烯领域做出了多项杰出工作,在Science和Nature系列刊物上发表论文近20篇,并被Thomson Reuters评为2000-2010年度全球最顶尖的100名材料科学家之一(排名第16)。Ruoff教授首先回顾了石墨烯的历史,介绍了石墨烯的优异性能,并给出了17个潜在的应用领域。随后,Ruoff教授介绍了其研究小组的重点工作,包括在金属载体上大面积生长高质量均一石墨烯薄膜,以及所得到薄膜的高电子迁移率;用化学方法活化石墨烯材料的新型三维碳材料以及其作为超级电容器电极的优良性能等。
第2位特邀报告来自于北京大学的彭练矛教授,他讲演的题目是“石墨烯霍尔元件”。彭练矛教授主要研究领域为碳基集成电路的实现和系统;纳米器件在化学、生物传感及能源方面的应用等。迄今在国际学术刊物上发表SCI收录论文300余篇,3次任国家“973”计划项目和国家重大科学研究计划项目首席科学家。彭练矛教授首先介绍了霍尔元件以及应用石墨烯制作霍尔元件的优点,相对于半导体材料,石墨烯具有高敏感性、高分辨率、耐高温等特点,适合制作高附加值的霍尔元件。随后,彭练矛教授对石墨烯霍尔元件的制备方法和相关性能进行了详细的介绍,石墨烯霍尔元件能够充分发挥石墨烯材料迁移率高和单原子薄层等优势,规避其没有带隙或者小带隙的缺陷,而且制备工艺简单,容易得到高性能的石墨烯磁敏传感器。最后,彭教授指出相对于硅基器件低廉的价格,石墨烯霍尔元件的未来应用领域将主要在于高端市场。目前,器件制备过程中的关键技术瓶颈基本已经解决,下一步需要应用厂商的介入来推动石墨烯霍尔元件的产业化。
来自清华大学的魏飞教授做了“三维的石墨烯/碳纳米管及在储能中的应用”专题报告。魏飞教授承担“973”、“863”及国家自然科学基金重点、国家支撑计划等研究项目十余项。在国际学术刊物上发表SCI论文380余篇,引用10 000余次。魏飞教授首先介绍了储能领域对材料性能和结构的需求,然后对本课题组发展柱撑石墨烯这种具有自分散特性的新材料进行了详细说明。这种不堆叠的柱撑石墨烯在锂硫电池储能中体现了优异的性能。如果将该材料用于超级电容器,电池的能量密度达到20Wh/kg,循环50万次后的能量密度达到20kW/kg,在电动汽车、个人电子产品以及大规模储能中具有巨大潜在应用前景。魏飞教授同时正在开展低成本柱撑石墨烯制备工艺的研究,已经具备了年产1t石墨烯浆料的能力。
此次论坛除了十多位科学家演讲外,另外设置的“青年科学家论坛”、“创业论坛”和“企业家论坛”3个对话环节即为不同领域的人士搭建了一个从不同角度共同阐述石墨烯发展与应用中所存在问题的平台,以期通过交流促进学术界、企业界及政府机构之间的沟通与交流,促进石墨烯的研究、开发与产业化,推动石墨烯等纳米碳材料的应用和发展。