石墨烯(Graphene)又稱單層墨,是一種新型的二維納米材料,是目前發(fā)現(xiàn)的硬度最高、韌性最強(qiáng)的納米材料。因其特殊納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性能,石墨烯在電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、儲(chǔ)能和傳感器等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊,被公認(rèn)為21世紀(jì)的“未來材料”和“革命性材料”。石墨烯相關(guān)專利開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(2010 年3
(三)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域。石墨烯被認(rèn)為是替代硅的理想材料,大量有實(shí)力的企業(yè)均開展了石墨烯半導(dǎo)體器件的研發(fā)。韓國成均館大學(xué)開發(fā)出了高穩(wěn)定性n型石墨烯半導(dǎo)體,可以長時(shí)間暴露在空氣中使用。美國哥倫比亞大學(xué)研發(fā)出石墨烯-硅光電混合芯片,在光互連和低功率光子集成電路領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。IBM 的研究人員開發(fā)出了石墨烯場效應(yīng)晶體管,其截止頻率可達(dá)100GHz,頻率性能遠(yuǎn)超相同柵極長度的最先進(jìn)硅晶體管的截止頻率(40GHz)。
(四)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。石墨烯及其衍生物在納米藥物運(yùn)輸系統(tǒng)、生物檢測、生物成像、腫瘤治療等方面的應(yīng)用廣闊。以石墨烯為基層的生物裝置或生物傳感器可以用于細(xì)菌分析、DNA 和蛋白質(zhì)檢測。如美國賓夕法尼亞大學(xué)開發(fā)的石墨烯納米孔設(shè)備可以快速完成DNA 測序。石墨烯量子點(diǎn)應(yīng)用于生物成像中,與熒光體相比具有熒光更穩(wěn)定、不會(huì)出現(xiàn)光漂白和不易光衰等特點(diǎn)。石墨烯在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究雖處于起步階段,但卻是產(chǎn)業(yè)化前景最為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域之一。
各國石墨烯戰(zhàn)略? 各國政府紛紛亮出“商業(yè)化時(shí)間表”。縱觀各國石墨烯技術(shù)研發(fā)布局,均以產(chǎn)業(yè)化為導(dǎo)向,大量研發(fā)項(xiàng)目都制定了嚴(yán)格的“商業(yè)化時(shí)間表”,充分考慮商業(yè)化前景,合理安排商業(yè)化應(yīng)用時(shí)間進(jìn)度。2013 年1 月,石墨烯入選歐盟兩項(xiàng)“未來和新興技術(shù)旗艦項(xiàng)目”之一(另一項(xiàng)為“人類大腦工程”),歐盟委員會(huì)計(jì)劃在未來十年投入10 億歐元開展石墨烯應(yīng)用技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。世界主要國家開展石墨烯相關(guān)的研發(fā)項(xiàng)目與資助情況如下表所示。
作者:政乾方 來源:能源觀察網(wǎng)
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