首次人體受控臨床試驗證實石墨烯納米材料可安全開發(fā) 2024石墨烯行業(yè)調(diào)研

• 黃文玉 2024年2月19日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 科技日報 786 47
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石墨烯，這種以sp²雜化方式將碳原子緊密聯(lián)系在一起，形成單層二維蜂窩狀晶格的獨特材料，因其卓越的光、電、機械性能而備受矚目。它在材料科學(xué)、微型加工、能源產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)以及藥物輸送等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用價值，被寄望成為引領(lǐng)未來變革的關(guān)鍵

據(jù)相關(guān)報道消息，英國研究人員公布了一項重要的發(fā)現(xiàn)：首次人體嚴格受控暴露臨床試驗顯示，吸入特定類型的石墨烯不會對肺或心血管功能產(chǎn)生短期不良影響。這意味著石墨烯這種納米材料可以安全地進一步開發(fā)，而不會對人類健康造成重大風(fēng)險。相關(guān)論文發(fā)表在16日《自然·納米材料》雜志上。

石墨烯，這種以sp2雜化方式將碳原子緊密聯(lián)系在一起，形成單層二維蜂窩狀晶格的獨特材料，因其卓越的光、電、機械性能而備受矚目。它在材料科學(xué)、微型加工、能源產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)以及藥物輸送等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用價值，被寄望成為引領(lǐng)未來變革的關(guān)鍵材料。石墨烯的種類繁多，根據(jù)其層數(shù)不同，可以分為單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯和多層石墨烯。

石墨烯行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括石墨、碳化硅、甲烷、乙烯等原材料，設(shè)備主要有化學(xué)氣相沉積工藝設(shè)備、機械剝離工藝用設(shè)備、纖維工藝用設(shè)備等;中游涉及石墨烯粉體、石墨烯薄膜等;下游主要應(yīng)用于移動設(shè)備、航空航天、新能源電池等領(lǐng)域。

石墨烯行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

利用天然石墨制備石墨烯是現(xiàn)在商業(yè)化程度最高的方式，作為重要原料的石墨，自然就成為了石墨烯產(chǎn)業(yè)版圖的重要部分。天然石墨就是自然界天然形成的石墨，一般以石墨片巖、石墨片麻巖、含石墨的片巖及變質(zhì)頁巖等礦石出現(xiàn)。2022年中國的天然石墨產(chǎn)量為85萬噸，占全球總產(chǎn)量的65.38%。預(yù)計天然石墨產(chǎn)量還將繼續(xù)擴大。

目前，石墨烯的應(yīng)用已經(jīng)涉及到電子信息、新能源、航空航天、生物醫(yī)藥等多個領(lǐng)域。在電子信息領(lǐng)域，石墨烯被用作觸摸屏、柔性顯示屏、電子紙等產(chǎn)品的原材料;在新能源領(lǐng)域，石墨烯用于制造超級電容器、鋰離子電池等;在航空航天領(lǐng)域，石墨烯因其輕質(zhì)高強度的特性被用于制造飛機、衛(wèi)星等設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料;在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，石墨烯用于制造藥物載體、生物傳感器等。

得益于國家政策的大力推動和市場需求的持續(xù)上升，石墨烯產(chǎn)業(yè)即將步入一個更為宏大的發(fā)展階段，并迎來一個更有利的發(fā)展環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計，2022年中國石墨烯產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模達到了約335億元人民幣，較上年增長了26.42%。2023年，中國石墨烯市場的規(guī)模約386億元人民幣。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年中國石墨烯行業(yè)市場全景調(diào)研及投資價值評估研究報告》顯示：

石墨烯的產(chǎn)品形態(tài)主要分為石墨烯粉體和石墨烯薄膜兩大類。石墨烯粉體在多個領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，如作為鋰電池正負極材料的導(dǎo)電添加劑、超級電容的電極材料、特殊涂料、以及高效催化劑等。而石墨烯薄膜則主要用于導(dǎo)熱膜、柔性顯示技術(shù)、傳感器材料、以及集成電路的基礎(chǔ)材料等領(lǐng)域。2022年石墨烯市場中石墨烯粉體占比達90.7%，石墨烯薄膜占比9.3%。

“中國制造2025石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖，明確了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展重點、方向和路徑，已解決當(dāng)前相關(guān)產(chǎn)品制備技術(shù)存在成本高、技術(shù)不成熟、產(chǎn)品不穩(wěn)定等問題，開發(fā)針對特定場合的多形態(tài)和特性石墨烯材料的制備和結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)。當(dāng)下，中國石墨烯行業(yè)整體發(fā)展形勢良好。在企業(yè)數(shù)量方面，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)在業(yè)企業(yè)數(shù)從2013年的3339家增長至2022年的12268家。

石墨烯粉體用作鋰電池正負極材料的導(dǎo)電添加劑，可以提高充放電速度和循環(huán)性能。我國石墨烯細分市場中導(dǎo)電劑用石墨烯所占份額最大。2022年我國導(dǎo)電劑用石墨烯市場規(guī)模為192億元。在市場份額方面，中國石墨烯行業(yè)集中度較高，龍頭企業(yè)壟斷態(tài)勢開始凸顯。2020年，貝特瑞、方大炭素、沃特新材料三家共占超過70%的市場份額。貝特瑞、方大碳素、碳元科技、沃特新材料等企業(yè)營收規(guī)模較大、已經(jīng)擁有完整的石墨烯生產(chǎn)線并且實現(xiàn)規(guī)?；?jīng)營。這些企業(yè)在國內(nèi)和國外均擁有較為成熟的銷售網(wǎng)絡(luò)，市占率較高。

石墨烯行業(yè)市場未來發(fā)展前景

隨著科技的飛速發(fā)展和應(yīng)用的不斷拓寬，石墨烯行業(yè)正迎來前所未有的發(fā)展機遇。作為新型納米材料，石墨烯憑借其卓越的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、機械強度和化學(xué)穩(wěn)定性等特性，在新能源、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

應(yīng)用的廣泛拓展。隨著技術(shù)的不斷進步和產(chǎn)業(yè)化的深入，石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒊掷m(xù)擴大。在能源領(lǐng)域，石墨烯電池有望大幅度提高充電速度和續(xù)航能力，為電動汽車和移動設(shè)備的能源問題提供解決方案。在環(huán)保領(lǐng)域，石墨烯環(huán)保材料將有效降低空氣污染和噪音污染，為創(chuàng)造更美好的生活環(huán)境作出貢獻。

國家支持與市場需求，石墨烯行業(yè)的發(fā)展也得到了國家的大力支持，為其提供了廣闊的發(fā)展空間和良好的發(fā)展環(huán)境。市場需求不斷增長，進一步推動了石墨烯行業(yè)的快速發(fā)展。創(chuàng)新成果的涌現(xiàn)，在未來的發(fā)展中，石墨烯行業(yè)將不斷涌現(xiàn)出更多的創(chuàng)新成果?？蒲袡C構(gòu)和企業(yè)將加大研發(fā)投入，推動石墨烯在各個領(lǐng)域的應(yīng)用研究，引領(lǐng)新材料領(lǐng)域的發(fā)展潮流。引領(lǐng)新材料領(lǐng)域的發(fā)展，石墨烯作為一種具有顛覆性的納米材料，將在未來的新材料領(lǐng)域中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。它不僅將推動相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進步，還將為人類社會的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。

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