本篇文章1224字,读完约3分钟
石墨烯被誉为新材料之王,世界各国之间的竞争越来越激烈。9月8日,中国科学院文献信息中心和美国化学文摘社联合发布了《石墨烯研究开发状况监测与分析报告》(以下简称《报告》),并在竞赛中加入了详细的“意见”。
石墨烯是一种神奇的二维材料。它只有一个碳原子的厚度,是由碳原子组成的平面薄膜。2004年,两位英国物理学家首次用微机械剥离法成功地将石墨烯从石墨中分离出来,证实了石墨烯晶体确实可以独立存在。两人还获得了2010年诺贝尔物理学奖。
作为世界上最薄的材料,石墨烯具有优异的机械、热学和电学性能。对石墨烯的研究在全球范围内掀起了热潮,因为石墨烯“非常有可能作为未来的前沿材料引发颠覆性的新技术和新的工业革命”。
2010年以后,石墨烯的研发进入了快速发展时期。该报告对全球发表的7万多篇石墨烯论文和2万多项石墨烯专利进行了统计分析,发现从2014年到2016年,超过50%的论文和专利主要是发表和申请的。中国科学院文献信息中心副主任刘在新闻发布会上表示,近三年来,石墨烯的论文发表和专利申请量一直呈上升趋势,基础研究和技术应用仍在快速发展。
统计显示,中国(不包括香港、澳门和台湾)、美国、韩国、日本和印度是生产石墨烯纸的前五大国家,占全球总量的64.3%。申请专利最多的五个国家是中国、韩国、美国、日本和德国,这五个国家的专利总数占全球总数的90%以上。“中国、美国、韩国、日本和其他国家争夺石墨烯的尖端应用技术。美国和日本较早发表相关论文并申请专利。中国在论文和专利产出方面领先于世界。”
从这五个国家的专利申请流量来看,石墨烯专利主要流向美国和中国。尽管中国的专利申请量很高,但中国在韩国、日本、美国和德国的专利分布仅占2.3%。然而,韩国、美国、日本和德国分别占其他四个国家专利分布的27.8%、24.8%、32.3%和45.3%。"相对而言,中国专利在其他国家的分布相对较弱."
根据该报告,中国、美国、韩国和日本在全球石墨烯竞争中形成了技术优势。
石墨烯的研究论文和专利主要分布在电学现象、电化学、辐射和热能技术、光学、电子学、质谱等相关性质、表面化学和胶体、硅酸盐等领域。近年来,石墨烯在电化学、辐射与热能技术、光学、电子、质谱等相关属性领域、生物化学方法、塑料生产与加工、电化学等领域的研发逐年增加。据统计,中国机构发表的论文主要集中在传感器、电子、光电和电池等应用领域。美国机构发表的论文集中在应用领域,如光电特性、电子结构、薄膜晶体管、半导体器件等。韩国机构发表的论文侧重于电容器等方面的研究。日本机构发表的论文集中于电学性质和其他方面的研究。
报告指出,在短短10年间,石墨烯的相关研究已经从材料力学和电子性质的基础研究扩展到电池、电容器、半导体、传感器件、聚合物纳米复合材料等应用领域,未来应用领域将继续拓展。正如中国科学院院长白所说,石墨烯是一种颠覆性材料,“研究人员和工业界对技术突破和颠覆性应用寄予厚望。”(李大庆)