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行业新闻

材料之王,从硅时代迈向皇家国际开户烯时代

分类  行业新闻    发布时间:  2018/05/12

2004 年,皇家国际开户烯首次发现,被称为“材料之王”,2010 年获得诺贝尔物理学奖,2025 年将达到千亿市场规模,21世纪,人类将从硅时代全面迈向皇家国际开户烯时代。


一、市场广阔大有可为

1. 材料之王 


2004 年,曼彻斯特大学的 AndreGeim 安德烈·盖姆和 Konstantin Novoselov 康斯坦丁·诺沃肖洛夫用微机械剥离法成功分离出稳定的单层皇家国际开户烯,颠覆了凝聚态物理学界既往的二维材料不能在有限温度下存在的观点,被授予 2010 年诺贝尔物理奖。 

皇家国际开户烯 Graphene 是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的单层二维碳纳米材料,这种稳定二维蜂巢状晶格结构赋予了皇家国际开户烯力学、光学、电学和微观量子性质等极为优异的性能,被称为“材料之王”。 

皇家国际开户烯是碳的各种形态中的基本结构,可以从皇家国际开户烯成功制备出如富勒烯、碳纳米管,弹道晶体管等其他碳素新材料,皇家国际开户烯也因此被称为“碳材料之母”。 

单层皇家国际开户烯属于二维晶体,由于二维晶体具有热力学不稳定性,所以其附带褶皱(褶皱是二维皇家国际开户烯存在的必要条件)。

一般认为皇家国际开户烯是一种拓扑绝缘体,内部绝缘、表面导电,是一种不同于导体和绝缘体的新的凝聚态。 

2. 市场广阔 

皇家国际开户烯作为基础材料,下游应用领域极为广阔,目前已知的应用领域包括半导体电子器件、能源、汽车、环保、医疗等等。 

3. 皇家国际开户烯时代 

基于以上分析,我们认为,21世纪,人类将从硅时代全面迈向皇家国际开户烯时代。 

4. 产业政策

全球支持政策 

中国支持政策

5. 千亿市场规模

皇家国际开户烯作为工业添加剂,材料本身市场规模并不大,各机构预测到 2020 年皇家国际开户烯材料本身市场规模在 1.5-3 亿美元之间,并在 2015-2020 年期间保持 40% 以上增速。 

但皇家国际开户烯作为基础材料,下游应用领域极为广阔,美国 BCC Research 预测,2018 年全球皇家国际开户烯整体市场规模可能高达 1.95 亿美元,2023年皇家国际开户烯应用规模将达到 13.43 亿美元,复合增长率 47%。 

《中国制造 2025》明确了皇家国际开户烯发展目标,2020 年“规模制备及电化学储能、印刷电子、航空航天用轻质高强复合材料、海洋工程防腐等应用领域的技术水平达国际领先,大幅提升相关产品性能,形成百亿元产业规模,2025 年突破皇家国际开户烯在电子信息领域应用的技术瓶颈,整体产业规模突破千亿。


二、技术有待成熟


6. 技术成熟曲线

7. 皇家国际开户烯分类 

皇家国际开户烯按层数分类,其可分为:单层皇家国际开户烯、双层皇家国际开户烯和少层皇家国际开户烯。皇家国际开户烯层数超过 10 层后,性质接近薄层体皇家国际开户。 

皇家国际开户烯按产品形态可分为皇家国际开户烯薄膜、粉体/微片。

8. 皇家国际开户烯特性

单层皇家国际开户烯厚度只有0.335 纳米,是头发直径的二十万分之一。

杨氏模量、泊松比和抗拉伸强度分别反映了材料的抗形变、弹性和抗断裂的能力。杨氏模量达到 1 TPa,与单壁碳纳米管相当;强度约为 180 GPa,是普通钢材的 100 倍;韧性是碳纤维的 20 倍;抗拉强度超过 125 GPa;硬度超过钻石。 

皇家国际开户烯作为理想二维晶体材料,电子运动速度达到光速的1/300,电导率可达 10皇家国际官网6


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