被譽為徹底改變21世紀(jì)的黑科技，石墨烯正挺立在投資的風(fēng)口，還被十三五列為材料領(lǐng)域的重大專項。而部分LED企業(yè)積極布局石墨烯，這也讓LED產(chǎn)業(yè)充滿懸念——石墨烯+LED照明這一對CP未來能否完美承包LED產(chǎn)業(yè)？
政策
石墨烯被“十三五”列為材料領(lǐng)域重大專項
近期，中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部發(fā)布《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》，石墨烯被“十三五”列為材料領(lǐng)域重大專項。
據(jù)悉，科技部科技部制定了《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》，是為進一步貫徹落實《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》、《中國制造2025》等規(guī)劃，推動我國材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，明確“十三五”時期材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新的思路目標(biāo)、任務(wù)布局和重點方向，規(guī)范和指導(dǎo)未來五年國家材料科技發(fā)展。
此外，在該規(guī)劃中，科技部要求各企業(yè)要重點發(fā)展石墨烯、磁電子材料、印刷電子材料、功能晶體與激光技術(shù)等。帶動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)生長點的形成，切實促進市場前景廣闊、資源消耗低、帶動系數(shù)大、就業(yè)機會多、綜合效益好的材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。規(guī)劃還表明重點發(fā)展對象。其中，在納米材料與器件規(guī)定中，強調(diào)要大力發(fā)展石墨烯碳材料技術(shù)。
單層薄層石墨烯粉體、高品質(zhì)大面積石墨烯薄膜工業(yè)制備技術(shù)，柔性電子器件大面積制備技術(shù)，石墨烯粉體高效分散、復(fù)合與應(yīng)用技術(shù)，高催化活性納米碳基材料與應(yīng)用技術(shù)。
技術(shù)突破
湖南一農(nóng)民發(fā)明石墨烯LED大燈獲國家專利
2017年5月21日，湖南郴州農(nóng)民李建灃又為朋友制造出一對石墨烯 LED 汽車大燈。李建灃說，湖南郴州石墨礦產(chǎn)資源豐富，早十多年前他就想到利用石墨烯散熱可以制造汽車大燈。經(jīng)過十多年的研制開發(fā)，終于發(fā)明出石墨烯LED汽車大燈并獲國家專利。
為了證實自己的產(chǎn)品質(zhì)量，李建灃一直自己動手制作石墨烯 LED 汽車大燈，再送給親朋好友體驗。他說LED燈采用采用石墨烯導(dǎo)熱比普通LED燈節(jié)省了不少散熱面積、節(jié)能35%以上，如果比起普通的鈉燈，會節(jié)能80%以上，他已做了石墨烯LED汽車大燈放在60度的溫控箱里面連續(xù)工作100天不壞的試驗。
李建灃說，他從2013年8月正式研發(fā)LED汽車燈大燈，經(jīng)過三年多時間上千次試驗，把石墨烯新材料應(yīng)用于汽車LED前大燈，完全解決了散熱的技術(shù)瓶頸，使汽車LED前大燈壽命超過10年以上。用他的話說，石墨烯LED汽車大燈是“迎接材料‘烯’世代，點燃產(chǎn)品新‘烯’望。
產(chǎn)業(yè)布局
石墨烯產(chǎn)業(yè)多地開花
公開資料顯示，石墨烯是二維單層碳原子晶體材料，具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、熱傳導(dǎo)、阻隔性等材料性能，被稱為“新材料之王”、“超級材料”等。
自2010年石墨烯的制備者獲諾貝爾物理學(xué)獎起，石墨烯在產(chǎn)業(yè)界的“熱度”一路高漲。
2011年10月，江南石墨烯研究院在常州西太湖科技產(chǎn)業(yè)園成立，是國內(nèi)首家專注于石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研發(fā)的公共服務(wù)平臺。
此后，中國的石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)及石墨烯基地遍地開花。目前，青島、深圳、無錫、寧波等地紛紛布局石墨烯產(chǎn)業(yè)。各種各樣所謂的“石墨烯”產(chǎn)品不斷推出。同時，資本市場也在熱炒石墨烯概念股。
其中，寧波是國內(nèi)較早開展石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的地區(qū)之一。最近3年，寧波大力推進石墨烯材料研發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用，投入近1億元財政資金支持37項石墨烯材料應(yīng)用研發(fā)項目，在超級電容、動力電池、防腐涂料、改性橡塑等多個領(lǐng)域的應(yīng)用研究取得成果。在“中國制造2025”試點示范城市建設(shè)規(guī)劃中，石墨烯材料產(chǎn)業(yè)是八大細(xì)分行業(yè)之一。
根據(jù)相關(guān)專家介紹，國內(nèi)目前大概有700多家能生產(chǎn)出石墨烯的企業(yè)，但能真正產(chǎn)業(yè)化的，估計只有零頭，石墨烯制備與石墨烯應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)。“有產(chǎn)能、但不一定有產(chǎn)值”的瓶頸，一直困擾著整個國內(nèi)石墨烯行業(yè)。
發(fā)展前景
“石墨烯+LED”商業(yè)化還有多遠(yuǎn)？
LED行業(yè)人士葉國光表示，關(guān)于石墨烯與LED，六年前石墨烯拿到諾貝爾獎之后，很多做LED的人想把石墨烯用在LED芯片與散熱領(lǐng)域并寫了很多專利，原因就是因為它優(yōu)異的導(dǎo)熱與導(dǎo)電能力，當(dāng)然還有它的高透明穿透率性質(zhì)，所以我看到很多關(guān)于石墨烯的LED專利都是透明導(dǎo)電層與散熱技術(shù)方面。
石墨烯也許是一個非常好的導(dǎo)熱材料，但是以現(xiàn)在的技術(shù)與成本用在LED會非常浪費，目前用在芯片的透明導(dǎo)電層上也是很浪費，除非有生產(chǎn)技術(shù)的突破，讓石墨烯鍍膜成本降低到跟ITO差不多，這樣也許因為它的優(yōu)異特性取代目前的工藝也不無可能。同理用在LED散熱材料也是如此。
北京航空航天大學(xué)教授程群峰表示，單層石墨烯的各種優(yōu)異性能，還僅僅只能在實驗室體現(xiàn)出來，石墨烯何時能真正量產(chǎn)以及低成本量產(chǎn)后的商業(yè)化，目前仍然看不到方向。
數(shù)年前，石墨烯的價格曾高達(dá)每克5000元，遠(yuǎn)超黃金價格。近年來，有一些企業(yè)宣稱實現(xiàn)了量產(chǎn)，石墨烯價格甚至下降到每克3——5元。現(xiàn)在宣稱已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)的石墨烯并非真正單層的石墨烯，而大多是晶格缺陷較高、多層堆疊的石墨烯類產(chǎn)品，只能保持石墨烯部分特性。
對于石墨烯的應(yīng)用，目前能看到兩個方向，第一個是軍工航天等需要的高精尖技術(shù)產(chǎn)品，但是這類產(chǎn)品往往并不需要量產(chǎn)，難以形成大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用；其次是諸如輪胎等一些低端產(chǎn)品中的輔助材料，但是添加的往往都是石墨烯類產(chǎn)品，并非真正的石墨烯。
清華大學(xué)材料學(xué)院教授朱宏偉同樣認(rèn)為，石墨烯在高端產(chǎn)品上的應(yīng)用還是個世界性難題，“原來硅、塑料等材料都是上百年才應(yīng)用成熟。石墨烯從發(fā)現(xiàn)到目前不過短短10來年時間，成熟的制備技術(shù)還很漫長。現(xiàn)在一些企業(yè)如果想通過石墨烯商用盈利，我認(rèn)為短期根本不可能。”
從整體來看，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈還很脆弱，完整的、成熟的上下游產(chǎn)業(yè)鏈有待鞏固。目前可以這么說，大部分從業(yè)企業(yè)把資金和精力都投在石墨烯的材料生產(chǎn)上，而下游應(yīng)用集中于低附加值產(chǎn)品上，一些高附加值產(chǎn)品因為缺乏相關(guān)人才和技術(shù)，進展甚微。
