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石墨烯行业在国民经济中的地位
2021-04-30 00:00:00   来源:新材料在线   评论:0 点击:

近些年,石墨烯制备技术不断突破,石墨烯原料多样化的发展,石墨烯价格持续走低。同时,各国在石墨烯领域的投资热情持续高涨,石墨烯市场的竞争愈加激烈,研发机构和生产企业也将面临巨大考验。随着市场的逐渐成熟,石墨烯产业标准化也逐渐兴起,将进一步规范石墨烯企业和产品。目前,电子元件、储能、汽车、防腐、纺织、大健康等是石墨烯技术和产品的热门应用方向。


目前,已有包括美国、欧盟、韩国、日本等来自全球80多个国家地区投入石墨烯研发和生产。IBM、英特尔、陶氏化学、三星等国际知名跨国企业纷纷将石墨烯及其应用技术作为长期战略发展方向,而且还涌现出了大批专门从事石墨烯研发、生产和应用的机构和企业。


对国民经济的贡献


当前,新一轮科技革命和产业变革如火如荼,国际产业分工格局正在重塑,以美国为首的西方发达国家正逐渐引导和促进制造业回归本土,而以东盟国家为代表的发展中国家正在以更低生产成本承接国际制造业的转移。面对来自发达国家对技术、市场的封锁和发展中国家以更低生产成本承接国际转移的“双向挤压”,如何在加快转变经济发展方式的历史性时刻,实现从“制造大国”到“制造强国”的转变是摆在我国政府和社会各界面前的一份重要考卷。


“一代材料、一代产业”,从材料的应用历程可以看出,每一次生产力的发展都伴随着材料的进步。而相比于欧美等发达国家,我国新材料产业起步晚、底子薄、总体发展慢,仍处于培育发展阶段。新材料产业发展的滞后,已成为制约制造强国建设的重要瓶颈。据统计,国民经济需求的130种关键材料中,约32%国内完全空白;约54%国内虽然能生产,但性能稳定性较差;只有14%左右可以完全自给,部分产品受到国外严密控制,整体工艺技术落后于国际先进水平1.5到2代。


当前,我国正处在经济转型和结构提升的关键期,加快发展新材料,对推动技术创新,支撑产业升级,建设制造强国具有重要战略意义。中国真正成为制造业强国,需要构造创新体系十大系统能力。只有其统筹协调,进一步健全新材料产业体系,突破关键材料,才能提升新材料制成保障能力,实现中国制造历史跨越。作为我国七大战略新兴产业和“中国制造 2025”重点发展的十大领域之一,新材料是整个制造业转型升级的产业基础。


一直以来,我国对新材料产业的发展高度重视,出台了众多推动新材料产业发展的措施,新材料产业总体分为先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料三个重点方向。其中,基础材料产业总体产能过剩、高端不能完全自给,重点是要发展高性能、差别化、功能化的先进基础材料;关键战略性材料是支撑各高端应用和实施重大战略需要的关键保障材料,重点是有效解决战略性新兴产业发展急需,突破高端制造业战略材料受制于人的局面;前沿新材料领域,将重点发展石墨烯、3D 打印、超导、智能仿生等4大类14个分类材料。其目的是为满足未来十年战略新兴产业发展,以及为制造业全面迈进中高端进行产业准备,并形成一批潜在市场规模在百亿至千亿级别的细分产业,为拉动制造业转型升级和实体经济持续发展,提供长久推动力。


石墨烯作为新材料之王,以其优异的性能在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步。同时,石墨烯产业是我国少数几个与世界发达国家步调一致的产业,在某些领域甚至走在世界前列的产业。石墨烯产业的发展将为制造业全面迈进中高端提供材料基础,并形成一批潜在市场规模在百亿至千亿级别的细分产业,为拉动制造业转型升级和实体经济持续发展,提供长久推动力,成为国民经济增长的重要组成部分。


对相关行业的影响


目前传统产业的生存空间正在不断被压缩,企业面临的升级压力也越来越大。新材料产业是当今世界新技术革命的三大支柱(新材料、新信息、新能源)之一。相对于传统材料而言,新材料是发展先进制造业和高新技术产业的基础和先导,是促进传统产业转型升级、构建竞争新优势的重要支撑,同时新材料产业本身也是战略新兴产业的重要组成部分。


石墨烯因其独特的物理结构而具备多重优异的性能,在电子信息、新材料、新能源、生物医药等领域表现出广阔的应用前景。多国瞄准这一战略性新型产业,加强超前布局,通过各领域相关重点企业与研究院的合作交流,深化产业界对石墨烯应用技术的认识,从而加速实现石墨烯及其产品的产业化,推动战略性新型产业发展。


石墨烯对其他行业的影响较大。比如华为发布全球首款石墨烯散热手机,创造性地采用石墨烯+液冷散热系统组合的散热系统,引燃又一波石墨烯热潮。三星、中兴等企业纷纷发文宣称要发布石墨烯相关产品或是开展石墨烯研究,在当前竞争激烈的电子信息领域,这些企业反应并不小题大做,而恰恰折射出竞争者之间的恐慌,生怕对手抢占了前沿技术,限制自身企业发展。又如,石墨烯在重防腐领域施展拳脚。石墨烯稳定的SP2杂化结构使其在金属与腐蚀介质间形成物理阻隔层,阻止介质扩散和渗透,被认为是已知最薄的防腐层。其可广泛用于海洋设备、舰船燃气轮机、航空航天发动机高温部件保护以及舰船防盐雾及海生物腐蚀等领域,大大提高设备寿命。


石墨烯还可广泛用于生物医药领域。石墨烯人工视网膜、石墨烯载药体系、石墨烯新型生物材料等产品正在研发中,搭载石墨烯的医疗产品也将展示出与传统产品不同的特性,人类的医疗水平可能也会被大幅提升。


本文封面图来源于图虫创意

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