萬(wàn)能材料石墨烯：顛覆未來(lái)志在必得

   石墨烯，是當(dāng)前世界上最薄、最輕、最硬、導(dǎo)電性最好而且擁有強(qiáng)大靈活性的納米材料。它的強(qiáng)大能力常常令人咋舌。一塊1厘米厚的石墨烯板，能夠讓一頭5噸重的成年大象穩(wěn)穩(wěn)站在上面；用石墨烯做的手機(jī)電池，一秒內(nèi)就能把電充滿；以石墨烯為材料的平板電腦，可以隨意折疊成手機(jī)大小放在口袋里。在電子、航天軍工、新能源新材料等領(lǐng)域也有著廣泛應(yīng)用。

  11月25日，在中科院文獻(xiàn)情報(bào)中心產(chǎn)業(yè)情報(bào)研究中心主辦的第20期《產(chǎn)業(yè)技術(shù)情報(bào)》發(fā)布會(huì)上，研究人員詳細(xì)梳理了石墨烯在超級(jí)電容器和生物傳感器方面的應(yīng)用情況，首次將兩個(gè)發(fā)布主題聚焦于同一領(lǐng)域，并基于權(quán)威數(shù)據(jù)庫(kù)分析，對(duì)兩者未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)作出研判。

  石墨烯超級(jí)電容器技術(shù)：中國(guó)處于快速增長(zhǎng)期

  當(dāng)今能源及環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，以新能源電動(dòng)汽車為代表的綠色交通工具的發(fā)展需求越來(lái)越大。而解決其制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的問(wèn)題是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一，因此產(chǎn)業(yè)對(duì)兼顧高能量密度與高功率密度的電化學(xué)儲(chǔ)能器件的需求越來(lái)越迫切。與此同時(shí)，超級(jí)電容器因具備使用壽命長(zhǎng)、充電時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，被賦予較大期待。石墨烯超級(jí)電容器主要研究領(lǐng)域包括：用于電極材料的過(guò)渡金屬氧化物、活化煤以及氮摻雜石墨烯、集電器表面等方面，涉及技術(shù)包括氧化石墨烯單體、過(guò)度金屬氧化物、氮摻雜、煤活化等。

   隨著2004年英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯的分離制備方法，石墨烯在超級(jí)電容器中的應(yīng)用也逐漸開(kāi)始迅速發(fā)展，專利年發(fā)表數(shù)量快速增長(zhǎng)，于 2012年達(dá)到峰值每年280項(xiàng)。目前相關(guān)技術(shù)專利平均在每年250項(xiàng)左右。中國(guó)的石墨烯超級(jí)電容器領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展2009年起迅猛增長(zhǎng)，年申請(qǐng)量迅速超過(guò)每年100項(xiàng)，于2012年達(dá)到峰值，此后基本保持在每年120項(xiàng)以上，處于快速增長(zhǎng)期。

  記者發(fā)現(xiàn)，在石墨烯超級(jí)電容器技術(shù)專利權(quán)人排名中，前25名專利權(quán)人中數(shù)量最多的是來(lái)自中國(guó)的機(jī)構(gòu)（17家）。排名前5位的依次是：海洋王照明科技股份有限公司、中國(guó)科學(xué)院、韓國(guó)三星公司、美國(guó)Nanotek儀器公司和浙江大學(xué)。

  “從產(chǎn)業(yè)技術(shù)情報(bào)發(fā)布的內(nèi)容來(lái)看，我們國(guó)家在石墨烯領(lǐng)域的論文和專利的數(shù)量還是比較可觀的，這些數(shù)據(jù)充分反映了我們國(guó)家的科技活力。”清華大學(xué)化工系教授騫偉中說(shuō)。

  他介紹，目前石墨烯的主要制造市場(chǎng)和應(yīng)用市場(chǎng)均在中國(guó)，國(guó)內(nèi)的眾多機(jī)構(gòu)在該領(lǐng)域進(jìn)行了專利布局。北京和江蘇已分別成為國(guó)家石墨烯發(fā)展和研發(fā)較為集中的地區(qū)，未來(lái)5年到10年這些地區(qū)還將在石墨烯領(lǐng)域進(jìn)行大力布局。