【E课堂】一篇文章全面读懂石墨烯

　　国内相关研究主要集中在高校和中科院，有80多所一流大学和研究机构涉足石墨烯，但在企业层面只有深圳鸿海具有一定优势，且专利数量远远落后于三星、IBM等国外企业，石墨烯研发过程中企业的主体作用亟待进一步加强。另一方面，国内研究多集中于bottom-up方法制备、在锂离子电池电极中的应用、石墨烯复合材料方面，在半导体器件方面实力弱，产业布局亟待进一步优化。

　　石墨烯技术突飞猛进，世界各国加快专利布局。

　　2010年后，全球石墨烯相关论文和专利数量呈井喷式增长。根据切萨布鲁夫技术生命周期理论，石墨烯产业仍处于技术成长期，且技术演化趋势正由石墨烯制备工艺向具体应用领域转变。从1991年开始至今，全球共发表石墨烯相关SCI论文137690篇。其中，中国、美国、韩国和日本发表论文数量位居全球前四名，占比分别是34.2%、18.9%、7.5%和5.4%。

　　从1994年开始至今，全球共有12518件石墨烯相关专利。从技术原创国专利申请数量看，中国、韩国、美国、日本申请的专利量位居全球前四，占比分别是50%、14%、6%和6%，中国石墨烯相关专利量具有绝对优势。从目标申请国专利申请量看，中国是专利布局的重点，其后依次是美国、韩国、WO、日本和欧专局。从各原创国的技术申请范围看，韩国、美国和日本都在积极进行专利全球布局，但我国专利海外布局薄弱，亟待进一步加强。

　　从石墨烯专利技术申请领域看，2013年之前，石墨烯相关研究主要集中在制备领域，2011年至2013年间制备技术专利占石墨烯专利申请比例达38%。随着制备技术的完善与成熟，石墨烯专利申请不断向下游应用拓展，并开拓出新的领域。2013年至2015年间，全球新增大量关于复合纤维、涂层、功能薄膜、水处理等新兴领域的石墨烯技术专利申请，其中关于石墨烯基复合材料的专利申请几乎翻番，而制备技术专利的申请比例降至约29%。

　　市场前景

　　石墨烯产业化方向明确，相关制备技术和应用技术亟待突破。

　　目前，石墨烯处于产业化初期，主要应用在锂电池导电添加剂、涂料、导热膜等低端产品。全球根据产业结构特点、技术优势和产业化资源制订了不同的技术应用节点和路线图，如欧盟石墨烯旗舰计划技术路线图、韩国石墨烯产业市场路线图、《中国制造2025》石墨烯产业技术路线图、中国台湾石墨烯产业技术路线图等，明确了产业化发展重点、方向和路径，以解决当前相关产品制备技术存在成本高、技术不成熟、产品不稳定等问题，开发针对特定场合的多形态和特性石墨烯基材料的制备和结构调控技术。

　　未来将重点突破以大规模、低成本、高质量、多尺度为特征的石墨烯制备技术，大力发展石墨烯高精尖应用技术以及下游产品开发，不断拓展石墨烯相关产品应用领域。