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1.7 小结

随着研究的不断深入和开发应用的持续推进,石墨烯的潜在工业用途被不断发现,一个可驱动万亿产业的材料产业链初现曙光。从产业化角度来看,石墨烯作为先进材料在现代工业中的规模应用才刚刚开始,相关行业仍处于早期阶段,部分应用即便取得较理想的结果,但还未达到其最佳状态。未来,石墨烯粉体的产业应用依赖于以下几个方面的协同进步。

(1)石墨烯粉体制备的系统化和规范化。目前,通过对石墨的化学或物理加工,石墨烯粉体材料的大规模生产已经实现,单条生产线产能逐步提升,年产能从几吨、几十吨到几百吨不等。石墨烯悬浮液、浆料的年产能最高可达数千至数万吨。但统一的生产过程规范及产品标准还在探索和制定中,不同厂家的制备工艺、产品性能由于制备、检测方法不同而各有千秋,相互之间缺乏基本的评判标准,因此亟须发展一套统一的标准来作为石墨烯粉体材料的行业标准,这是其产业化规范健康发展的前提条件。

(2)基于石墨烯粉体应用的多样性,石墨烯的发展需要完整的产业链之间的相互支持,以确保石墨烯粉体产业的健康发展。石墨烯粉体用途的广泛性为其提供了广阔的发展空间,但也为其发展的进程增加了不可预测性。石墨烯在诸多领域的应用千差万别,需要和不同材料相互配伍,而不同材料对石墨烯的各种性能指标的要求千差万别,这意味着石墨烯产业的发展需要从基础材料开始,结合生产工艺、产品具体指标、后续产业要求、制造成本等进行密切的配合,如此才可找出一条可持续发展之路。

(3)石墨烯粉体的基本性质和制备过程密切相关,而其具体应用又决定下游材料的基本性质,进而决定其后续产业的应用前景,这意味着石墨烯产业的应用需要与石墨烯材料的生产紧密地联系到一起。对于石墨烯制备,需要更加具体地了解石墨烯材料的应用范围,这有助于石墨烯的产业应用发展。其制备方法会因为原材料供应商和下游企业在内的产业链的差异而有所不同,这些因素将影响所涉公司的投资周期、盈利模式和竞争地位。

(4)目前,石墨烯的产业应用状态包括粉体、浆料、复合物等多种模式,和其他材料一样,其持续工业化过程的一个前提是相关公众安全性的验证。虽然关于石墨烯的毒性分析已有许多研究,总体来说是无毒的,但随着其在各个领域应用的逐步展开,在石墨烯安全问题上,还需要更深入、细分、清晰、明确的结论。

(5)石墨烯和任何新材料一样,其发展也有周期性。根据新材料发展规律,其第一波产业应用从发现到成熟需要15~19年的时间,这意味着石墨烯的第一波产业应用在2019—2023年呈现,随后将出现规模式螺旋发展。目前,石墨烯粉体材料的产业应用基本验证了这个规律。 i7g++HdnMVy4sba7r/utHyyp/4OnJiMa6ONdwCX21VBzVz3hoWlXN6T0AILSOXz1

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