近年來(lái)，碳納米管和石墨烯一直在許多相同的應(yīng)用上相互競(jìng)爭(zhēng)。從專利趨勢(shì)看，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用，碳納米管的發(fā)展已經(jīng)逐漸上升。然而，石墨烯的開(kāi)發(fā)也一直有巨大的進(jìn)展。
“能源行業(yè)是石墨烯的主要市場(chǎng)之一，并將在未來(lái)三年持續(xù)如此”，技術(shù)前景研究分析師SanchariChatterjee指出。 “鋰存儲(chǔ)和催化系統(tǒng)基片是石墨烯需求最旺盛的應(yīng)用領(lǐng)域。然而，其他應(yīng)用如儲(chǔ)能電池和電容器也會(huì)需要。”
在電子器件行業(yè)，石墨烯將取代像氧化銦錫材料。雖然石墨烯被廣泛應(yīng)用于柔性電子，它可以進(jìn)一步超越該領(lǐng)域，用于生產(chǎn)分鐘電子元件和光電子器件。
在未來(lái)三到五年內(nèi)，在電子和復(fù)合材料領(lǐng)域應(yīng)用石墨烯會(huì)增加。在此時(shí)間內(nèi)，預(yù)計(jì)一些新的市場(chǎng)，如醫(yī)療保健和個(gè)人護(hù)理也將為石墨烯的使用開(kāi)辟道路。
然而，由于沒(méi)有低成本高效率的大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的生產(chǎn)方法，是其商業(yè)化的主要挑戰(zhàn)。直到現(xiàn)在，石墨烯的開(kāi)發(fā)主要是在實(shí)驗(yàn)室水平，就像納米切片在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的使用，增加了成本，并妨礙最終產(chǎn)品的質(zhì)量。雖然剝離工藝已經(jīng)普遍地被使用。
“制造商正在設(shè)計(jì)多種經(jīng)濟(jì)型和大規(guī)模生產(chǎn)的流程，以確保能夠在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出高品質(zhì)的石墨烯，”Chatterjee指出。 “這樣可以顯著減少商業(yè)化的挑戰(zhàn)。”
例如，盡管石墨烯是世界上最薄但最強(qiáng)的材料，當(dāng)其被制作成片材并在能源應(yīng)用中使用時(shí)，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依然會(huì)產(chǎn)生缺陷。這降低了本來(lái)的性能。
另外，石墨烯的零帶隙是一項(xiàng)重大的技術(shù)缺點(diǎn)，因?yàn)檫@限制了其可實(shí)現(xiàn)的開(kāi)關(guān)電流比。
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