弗施科涂料正在向石墨烯技術邁出一大步

　　領先的新技術行業(yè)研究公司壹行研(Innova Research)在總結2017年初出版的《2017年全球石墨烯七大趨勢》的基礎上，最新公布了2018全球石墨烯九大趨勢。這九大趨勢分別對未來石墨烯制備、行業(yè)政策與相關投資、價格走勢、以及石墨烯在先進電子、儲能、復合材料等各大主要應用領域的發(fā)展趨勢做了展望。

　　石墨烯運用領域

　　趨勢一：石墨烯制備技術不斷突破

　　石墨烯制備技術不斷突破。美國能源部旗下的阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)新開發(fā)了一個應用金剛石襯底材料通過超高速化學氣相沉積(CVD)法制備單晶石墨烯的技術，這個技術可以大大降低石墨烯膜的成本。在中國，北京大學和香港理工大學合作通過改進化學氣相沉積法來有效提高石墨烯單晶膜的生長速度。最近，更有日本研究者開發(fā)了低溫CVD方法直接將石墨烯生長在塑料或者二氧化硅基底上，來避免單晶膜轉移時可能受到的損傷。壹行研(Innova Research)預計2018年會有更新穎的石墨烯制備技術出現(xiàn)。石墨烯產(chǎn)品良率進一步提高、制備成本進一步下降是大趨勢。

　　趨勢二：石墨烯原料呈現(xiàn)多樣化

　　石墨烯粉體制備通常以石墨為原料。不過，壹行研(Innova Research)研究發(fā)現(xiàn)石墨烯原料開始呈現(xiàn)多樣化的趨勢。除了常規(guī)的石墨原料外，新開發(fā)的石墨烯微片的制備原料多種多樣，其中甚至包括大豆油、廢棄生物質等原料。石墨烯原料多樣化有望提高原料的可獲得性，降低原料成本，從而進一步降低石墨烯材料的價格。

　　趨勢三：石墨烯產(chǎn)業(yè)標準化熱潮興起

　　2017年10月，由英國國家物理實驗室(NPL)領導制定的世界上第一個ISO石墨烯標準出版。該標準定義了用于描述不同形式的石墨烯和相關2D材料的術語，并為石墨烯的測試和驗證提供了可執(zhí)行的依據(jù)和標準。同期，領先的英國石墨烯公司Directa Plus和意大利的University of Insubria也主導制定了一個石墨烯生產(chǎn)標準流程。在中國，2017年2月中國石墨烯國家標準提案立項研討會在無錫石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展示范區(qū)召開，國內(nèi)的石墨烯專家們就石墨烯檢測與表征、通用基礎、安全、產(chǎn)品等46項標準立項提案進行了探討。

　　作為一個新興的材料，石墨烯還沒有一個全球認可的產(chǎn)業(yè)標準，甚至連什么產(chǎn)品算是石墨烯都是眾說紛紜。壹行研(Innova Research)認為，石墨烯產(chǎn)業(yè)的標準化是大勢所趨。在全球范圍內(nèi)，2018年我們會看到更多的石墨烯產(chǎn)業(yè)和技術標準落地，這將為石墨烯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展打下良好的基礎。

　　趨勢四：各國在石墨烯領域的投資熱情持續(xù)高漲

　　各國針對石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的投資以及扶持政策不斷升級。除了中國在十三五計劃等國家級規(guī)劃中一再確認石墨烯的戰(zhàn)略新興材料的地位，并對石墨烯引導基金等的持續(xù)投入外，很多國外政府、知名產(chǎn)業(yè)公司和基金也對石墨烯技術關注有加。比較有影響力的機構和投資項目包括阿聯(lián)酋的阿布扎比未來能源(AbuDhabi Future Energy Company，Masdar)，英國的高等教育研究合作基金(Higher Education Funding Councilfor England's UK Research Partnership Investment Fund，UKRPIF)以及創(chuàng)新英國(Innovate UK)耗資6000萬英鎊在曼徹斯特建設的石墨烯工程創(chuàng)新中心(Graphene Engineering Innovation Centre，GEIC)。這個石墨烯工程創(chuàng)新中心預計在2018年開始運營。壹行研(Innova Research)預計，隨著石墨烯應用和產(chǎn)業(yè)化的不斷拓展，各國政府、研究與投資機構在2018年對石墨烯領域支持政策以及相關的資金投入將會有增無減。

　　趨勢五：石墨烯市場競爭激烈，價格持續(xù)走低

　　如壹行研(Innova Research)在《2017全球石墨烯七大趨勢》一文中預測的，隨著石墨烯產(chǎn)能的持續(xù)擴張，價格競爭趨于激烈，石墨烯價格(特別是石墨烯粉體的價格)呈現(xiàn)連續(xù)下降的趨勢。

　　在中國，有些物理法制備的石墨烯微片產(chǎn)品的價格已經(jīng)降至幾元至幾十元人民幣一公斤。在全球市場，加拿大的NanoXplore也宣稱要以10美元一公斤的價推廣高品質寡層石墨烯粉體來搶占市場。壹行研預計石墨烯價格下降的趨勢在2018年將得以延續(xù)。隨著石墨烯制備技術的進一步完善、原料的多樣化和原料價格的下降、以及制備成本的進一步降低，石墨烯材料降價的趨勢可能會從目前的中低端石墨烯材料延伸至高端石墨烯材料。

　　趨勢六：石墨烯在傳感和其他電子領域的應用獲得突破

　　電子是石墨烯最大的應用領域。2017年，除了石墨烯射頻標簽(RFID)、石墨烯的電磁干擾屏蔽/靜電保護(EMI/ESD)元器件等應用，市場上出現(xiàn)了更多的石墨烯電子產(chǎn)品。石墨烯在各個電子細分市場上的拓展進一步深入。

　　相關新應用的案例包括西班牙的Graphenea成功地將石墨烯應用于邏輯設備(200mm CMOS-compatiblegraphenewafers);Nanomedical Diagnostics開始出貨高靈敏度、小體積的石墨烯生物傳感器;Emberion開發(fā)的石墨烯傳感器在近紅外成像及醫(yī)療和工業(yè)X射線成像等領域得到應用等等。另外，還有多項集成石墨烯材料的氣體和濕度傳感器產(chǎn)品問世。

　　Veschko研究石墨烯涂料

　　趨勢七：石墨烯在儲能領域的應用進一步拓展

　　儲能是石墨烯應用的三大領域之一，除了石墨烯材料在導電液中的應用外，石墨烯材料的應用范圍也擴大到鋰離子電池電極保護和電極本身。目前，石墨烯在儲能領域的典型應用案例包括華為研究院的石墨烯電池保護材料和加拿大的Grafoid推出的一款用于新一代鋰離子電池電極保護的石墨烯復合材料惰性膜。2017年，加拿大的Saint Jean Carbon還發(fā)布了高純度石墨烯應用于陽極的鋰離子電池，其測試電學性能優(yōu)于傳統(tǒng)的石墨陽極電池。壹行研(Innova Research)預測2018年石墨烯材料在儲能領域的應用將進一步拓展。并可能在包括太陽能電池在內(nèi)的其他儲能產(chǎn)品上獲得突破。

　　趨勢八：石墨烯防腐涂料和石墨烯紡織品值得關注

　　2018年，在石墨烯復合材料領域，值得持續(xù)關注的是石墨烯防腐涂料和石墨烯紡織品。目前，石墨烯材料在紡織物上的應用開始商業(yè)化。相關案例包括全球石墨烯行業(yè)領頭企業(yè)DirectaPlus和Colmar合作推出的石墨烯增強纖維的滑雪夾克。在中國，南通強生凱瑞納的防火紡織物、深圳烯旺科技的石墨烯發(fā)熱智能服飾及家紡產(chǎn)品也受到關注。

　　壹行研(Innova Research)預計，隨著石墨烯制備成本的進一步下降，除了業(yè)已實現(xiàn)商業(yè)出貨的石墨烯涂料有可能從現(xiàn)在的海上風電、高端船只等高端市場向中端的運動用品等大眾消費品市場滲透外，石墨烯紡織品市場的進一步發(fā)展也可以預期。石墨烯防腐涂料和石墨烯紡織品應用值得關注。

　　弗施科EPO防水涂料

　　趨勢九：石墨烯在汽車上的應用開始落地

　　石墨烯在汽車上的應用開始落地。2017年，英國的石墨烯公司Haydale與定制超跑制造商BAC合作開發(fā)的BACMono石墨烯增強跑車在2017世界移動大會亮相。另外，F(xiàn)isker宣布在Fisker Emotion電動汽車上采用石墨烯電解液的固態(tài)電池以實現(xiàn)高速充電。正如壹行研(Innova Research)在之前出版的《石墨烯+汽車漸行漸近》一文預測那樣，2018年，我們將會看到更多的石墨烯材料在輕量化車身結構復合材料、車用傳感器、抗沖擊和散熱器件，以及動力電池等產(chǎn)品中得到應用。這些車用石墨烯產(chǎn)品的商業(yè)化潛力可能在未來幾年慢慢顯現(xiàn)。

　　壹行研(Innova Research)研究總監(jiān)吳穎蘭博士指出："石墨烯價格的下降和產(chǎn)品質量的提高將有效地刺激下游應用加快發(fā)展。展望2018年，石墨烯在電子、復合材料、儲能這三大應用領域的拓展將加快;另外，石墨烯行業(yè)標準將進一步完善，對石墨烯行業(yè)的進一步發(fā)展起到積極的作用;壹行研相信，在石墨烯產(chǎn)品定制化需求日益明顯的今天，能與下游應用商緊密合作開發(fā)相關的定制化的石墨烯產(chǎn)品和中間體的石墨烯供應商將能夠獲得更高的議價能力，從而在日益激烈的市場競爭中取得優(yōu)勢。