石墨烯研发面临三大难题

2023-01-05 15:34:38

     法拉利认为,2015年石墨烯研发的主要障碍有三:第一是目前能制备的材料呈现出一些特性,而人们用来制造设备的材料则需要另一些特性,这之间存在“隔阂”。石墨烯价值链是以整体方式呈现,但在制备某种材料时,需要相对应种类的特殊石墨烯——即存在很多不同种类的石墨烯,但并非都能很好地用于同样用途。制造电子设备需要一种石墨烯,而制造电池则需要另一种完全不同的石墨烯;制造电池的石墨烯不可能用来制造晶体管,反过来也一样。
第二是石墨烯与半导体Fab材料(用于大规模制造设备)的集成。“石墨烯旗舰项目”刚设计了一个“圆片规模集成”来实现在石墨烯与典型Fab材料的集成。如果不能将石墨烯置入Fab,就不能将其置入其他设备中。欧洲很幸运地拥有像诺基亚、爱立信和阿尔卡特等大公司,他们最终认识到下一步是石墨烯与半导体Fab的集成。如果这方面取得成功,必将能实现石墨烯的大规模制备。
第三是最终设备的整体成本,即与其他技术相比是否具有竞争力,但目前对此尚难以确定。
未来10年最有希望的应用
    法拉利教授认为,未来10年,石墨烯将先后在复合材料、透明半导体材料、能源、光子、光电子和传感器等领域走向应用。
    从时间表来看,未来2年到3年内石墨烯最有希望的应用将是复合材料。如一家名为Head的欧洲公司,正在利用石墨烯生产网球拍;另一家欧洲公司也正准备推出加入石墨烯的自行车轮胎;还有一家公司正将注意力转向具有机械特性和热力特性的复合材料。这些应用都属于复合材料领域。其后,将是透明导电材料如移动手机和电视屏幕等。
    未来5年内,石墨烯在能源领域也将大有作为,如石墨烯电池和石墨烯超级电容器等;未来5年到10年内,石墨烯将在光学、光子学和传感器等领域,如光感测器、激光感测器、调制器及数据传输设备等方面得到应用。

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