石墨烯这一沉寂了许久的材料随着习主席访英再度火爆起来,最为明显的便是石墨烯股票的大涨。之后又爆出了华为与英国曼彻斯特大学进行项目合作,投资数百万英镑研究其在信息和通信技术方面的应用的消息,让投资者们纷纷看好石墨烯投资市场。
目前又有消息传出,石墨烯应用项目将列入国家“十三五”规划中,这势必又引起了一轮新的石墨烯投资热潮。然后投资者们显然不应当只把投资目光局限于石墨烯之上,细看之下“应用”才是投资者们所要把握的重点!在十三五规划中,受政策影响多数的石墨烯企业都会受益,但并非所有相关企业都会表现突出顺势而上。作为投资者最关心的还是收益,所以我们应当理性的将重点放在研发应用型企业之中,以便获得更好的投资回报。
从石墨烯专利领域分布来看,其应用技术研究布局热点包括:石墨烯用作锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极、不捡防腐、耐磨处理等。其具体应用主要集中在以下领域:
(一)传感器领域。
石墨烯因其独特的二维结构在传感器中有广泛的应用,具有体积小、表面积大、灵敏度高、响应时间快、电子传递快、易于固定蛋白质并保持其活性等特点,能提升传感器的各项性能。主要用于气体、生物小分子、酶和DNA电化学传感器的制作。新加坡南洋理工大学开发出了敏感度是普通传感器1000倍的石墨烯光传感器;美国伦斯勒理工学院研制出性能远超现有商用气体传感器的廉价石墨烯海绵传感器。
(二)储能和新型显示领域。
石墨烯具有极好的电导性和透光性,作为透明导电电极材料,在触摸屏、液晶显示、储能电池等方面有很好的应用。石墨烯被认为是触摸屏制造中最有潜力替代氧化铟锡的材料,三星、索尼、辉锐、3M、东丽、东芝等龙头企业均在此领域作了重点研发布局。美国德州大学奥斯汀分校研究人员利用KOH对石墨烯进行化学修饰重构形成多孔结构,得到的超级电容的储能密度接近铅酸电池。密歇根理工大学科学家研发出一种独特蜂巢状结构的三维石墨烯电极,光电转换效率达到7.8%,且价格低廉,有望取代铂在太阳能电池中的应用。东芝公司研发出石墨烯与银纳米线复合透明电极,并实现了大面积化。
(三)半导体材料领域。
石墨烯被认为是替代硅的理想材料,大量有实力的企业均开展了石墨烯半导体器件的研发。韩国成均馆大学开发出了高稳定性n型石墨烯半导体,可以长时间暴露在空气中使用。美国哥伦比亚大学研发出石墨烯-硅光电混合芯片,在光互连和低功率光子集成电路领域具有广泛的应用前景。IBM的研究人员开发出了石墨烯场效应晶体管,其截止频率可达100GHz,频率性能远超相同栅极长度的最先进硅晶体管的截止频率(40GHz)。
(四)生物医学领域。
石墨烯及其衍生物在纳米药物运输系统、生物检测、生物成像、肿瘤治疗等方面的应用广阔。以石墨烯为基层的生物装置或生物传感器可以用于细菌分析、DNA和蛋白质检测。如美国宾夕法尼亚大学开发的石墨烯纳米孔设备可以快速完成DNA测序。石墨烯量子点应用于生物成像中,与荧光体相比具有荧光更稳定、不会出现光漂白和不易光衰等特点。石墨烯在生物医学领域的应用研究虽处于起步阶段,但却是产业化前景最为广阔的应用领域之一。
(五)防腐涂层领域。
石墨烯性能稳定,质量轻且具备高强度,附着于物体表面后可以形成一张隔绝腐蚀性物质的石墨烯网膜,在物件表面防腐处理上有着天然优势。部分石墨烯研究企业正在研发石墨烯防腐涂料,石墨烯水泥砂浆添加剂等,用于设备外涂层防腐,海上设备耐盐碱防腐等。西班牙知名企业Graphenano公司便以成功将石墨烯加入矿物涂料之中,使得涂料变得更加坚固,而且因为石墨烯反射了阳光中紫外线,涂料的抗老化性能与抗褪色性能显著提高。他们还研制出了用于建筑行业的石墨烯水泥砂浆,添加后可以使混凝土变得更加坚硬,而且用于海上平台建筑时还能起到抵抗海水腐蚀的作用。加入石墨烯Graphenstone(格芬)涂料与石墨烯水泥砂浆目前均以进入中国市场销售。
工业部件的表面防腐处理也是石墨烯应用的一个重要领域,尤其是“十三五”规划中海上风电项目成为风电开发的重点,而海上风电装机对于零部件的机械性能及耐盐碱腐蚀性能都有着级高的要求,一部分企业已经开始研制海上风电专用石墨烯防腐涂料,并取得了一定成就。国内知名风电法兰生产企业山东伊莱特重工有限公司也将目光投向十三五规划中的海上风电项目与石墨烯应用项目,与西班牙石墨烯研究机构展开合作,成立济南墨希新材料研发中心,开发石墨烯在风电领域中的应用。
以上领域石墨烯应用项目研发项目的“潜力股”,想在十三五规划中投资获利的朋友们,究竟是选择成长慢空间大领域,还是选择目前已经取得一定研究成果正在进行市场推广的项目进行投资,这个需要自己把握判断。