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石墨烯能否给LED行业带来“颠覆性”变化?

导读: 作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是新材料之王,科学家甚至预言石墨烯将彻底改变二十一世纪,而关于石墨烯非凡应用的新闻也不断冒出史上最薄的灯泡;手机充电只需要几秒……

  手机充电仅需几秒?手机屏幕能折叠弯曲……这些或许都将因为有“21世纪神奇材料”之称的石墨烯面世而成为可能。

  石墨烯的发现者之一、诺贝尔物理学奖得主安德烈·海姆这样描述:“石墨烯对很多人来说就像爱丽丝仙境一样,非常神奇。”

  作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是新材料之王,科学家甚至预言石墨烯将彻底改变二十一世纪,而关于石墨烯非凡应用的新闻也不断冒出史上最薄的灯泡;手机充电只需要几秒……

  石墨烯到底有多神奇,是否会给生产生活带来“颠覆性”变化,让我们走近石墨烯一探究竟!

  石墨烯:神奇的“新材料之王”

  这种神奇物质到底是什么?

  中国是石墨资源大国,也是石墨烯研究和应用开发最活跃的国家之一,科学家和产业人士正将目光聚焦在它身上。

  国内不少研究人员、企业也早已投身石墨烯应用的研究,随着技术的进步,未来,必将在全球范围内展开石墨烯制备和应用的产业化浪潮。石墨烯,实际就是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。铅笔芯用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起。“它是迄今为止自然界最薄、强度最高的材料,可以被无限拉伸,弯曲到很大程度而不断裂,还可抵抗很大的压力。”安德烈·海姆说,它还有着非同寻常的导热性和导电性。

  “石墨烯导电率高,化学结构又十分稳定,是一种用于移动电池、电源很理想的电极材料。”中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明表示,石墨烯可以和电子元件、电子设备进一步结合使用,以此提高其他储电设备的储电率。

  石墨烯另一个奇特之处在于“零渗透”——所有气体、液体都无法渗透。这也使得石墨烯产品有了“针插不进、水泼不进”的本事。让人感到惊奇的还远不止这些。石墨烯具有超强吸附性,科学家正在研究用它做过滤装置,用于海水淡化、污水处理等领域;它又具有非常好的透光性,适合作为透明电子产品原料。

  关键问题来啦!

  石墨烯进入LED照明领域的机会有多大?

  在LED照明领域,石墨烯又能做些什么呢?下面就带领大家从专利角度来一窥究竟。经过简单的在中文数据库中检索,发现石墨烯在照明领域应用的在华专利申请始于2008年,之后申请量每年递增,至今累计专利申请有1000余份,其中90%以上的申请人来自国内申请人。主要涉及H01L和F21S两大类,F21S领域的申请基本是国内申请人,主要是利用石墨烯的导热性能,涂覆与光源或者灯具表面散热,申请人较多,主要以企业和个人申请为主,在此不多做描述。

  在H01L领域,排在前十的申请人主要是国内的科研院所和高校,企业有京东方,IBM和韩国三星,其中IBM的申请主要是在功率半导体器件领域,韩国三星的申请涉及有LED、OLED和显示装置等照明领域。以专利2-8为代表,在原有结构上增设一石墨烯材料层(3,4,6,7,8),由于石墨烯的透明、导电、导热等一系列优点,增设之后可以弥补不足,从而取得了显著的技术效果;或者直接以石墨烯材料替原有的材料(专利5),从而取得显著的技术效果。以改进型专利居多,这类专利技术难度相对较低,国内企业在该类型专利申请的实力不弱于国外公司,而且长期代工,技术人员积累了大量的相关经验,更容易结合新材料的特性,提出改进的技术方案。

  石墨烯在照明领域应用方面的技术开发还处于增长阶段,且国外公司的领先优势并不明显,国内企业和研发机构,加强投入,相信是有机会赶超国外技术,在未来市场中获得一席之地。

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