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石墨烯薄膜发展空间巨大 相关技术难题仍待解决

2020-03-28 00:02      责任编辑:柏川    来源:www.newsijie.com    点击:
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石墨烯薄膜发展空间巨大 相关技术难题仍待解决

        石墨烯是一种由单层碳原子紧密结合在一起组成的二维蜂窝状晶格材料,其以导电性强、生物相容性佳在电化学等领域有着广泛的应用。石墨烯薄膜是石墨烯的另一种形式,因其透光性及导电性与氧化铟锡材料接近,并具有很好的柔韧性,被认为是柔性显示屏中替代氧化铟锡的材料之一。
 
        氧化铟锡是一种铟氧化物和锡氧化物的混合物,具有很好的导电性和透明性,在平板显示器、液晶显示器、等离子显示器、触摸屏等领域有广泛的应用。然而,由于铟储量有限,其市场价格高昂,加之氧化铟锡层比较脆弱和缺乏柔韧性等原因,人们不断寻找其替代材料。当前,氧化铟锡的替代材料包括金属网络和纳米银线,但由于金属网络存在莫瑞干涉,而纳米银线导电性欠佳且存在雾度问题等,导致二者不能实现对氧化铟锡的充分替代,而这些也为石墨烯薄膜提供了良好的发展机会。
 
        近年来,随着智能电子设备快速增长,柔性透明导电材料市场需求迅猛增长,石墨烯薄膜有望实现实现对氧化铟锡材料的完美替代,其未来市场前景十分可观。根据新思界产业研究中心发布的《2020-2025年中国石墨烯薄膜行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,预计2022年,石墨烯薄膜市场规模或将突破420亿元。
 
        目前,石墨烯薄膜有多种制备方法,主要包括喷涂法、旋涂法、层层自组装法和化学沉积法。喷涂法具有操作简单、成本低等优点,但该方法制成的石墨烯薄膜均匀性差、厚度难以精确控制;旋涂法操作简单,薄膜厚度可控,但不确定性因素较多,原料利用率低;层层自组装法操作简单,薄膜大小及均匀性可控,但受驱动力影响较大;化学沉积法可以制得性能优异的大尺寸石墨烯薄膜,是目前比较常用的方法,但也存在着工艺复杂、成本较高等问题。
 
        相比于石墨烯粉体,石墨烯薄膜的研究进展和专利情况相对集中,研究成果主要集中在浙江大学、中国科学技术大学、中国科学院重庆绿色智能技术研究院、重庆墨希科技有限公司、无锡格菲电子薄膜科技有限公司等机构与企业。石墨烯薄膜行业技术壁垒较高,目前国内生产企业较少,仅有常州二维碳素科技股份有限公司、常州第六元素材料科技股份有限公司、重庆墨西科技有限公司、常州瑞丰特科技有限公司等少数企业建成了石墨烯薄膜生产线,但由于存在大尺寸膜的制备技术不成熟以及价格偏高等问题,其市场化推广及应用效果并不理想。
 
        新思界行业分析人士表示,石墨烯薄膜具有高透光性、高导电性、高柔韧性、高阻隔性、高化学稳定性、高机械强度等特性,除了柔性导电材料领域外,其在能源、环保、生物医疗等领域均具有广阔的发展前景。国内企业应加大对石墨烯薄膜在制备技术、转移技术和应用技术的改进和创新,早日实现石墨烯薄膜的市场化应用。
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