石墨烯電子皮膚展現(xiàn)光明前景 2021石墨烯產(chǎn)業(yè)將快速健康成長

• 2021年1月27日 LiuMingYue來源：中國科學(xué)報(bào) 426 21
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目前，石墨烯電子皮膚被業(yè)內(nèi)人士關(guān)注，據(jù)了解，這是僅需在皮膚表面貼附一片薄薄的“紋身”，便可以實(shí)現(xiàn)心律、心電、血壓、呼吸、睡眠等人體信號(hào)的采集與監(jiān)測(cè)，甚至還有望輔助聾啞人及喉部切除患者重構(gòu)發(fā)聲能力。

目前，石墨烯電子皮膚被業(yè)內(nèi)人士關(guān)注，據(jù)了解，這是僅需在皮膚表面貼附一片薄薄的“紋身”，便可以實(shí)現(xiàn)心律、心電、血壓、呼吸、睡眠等人體信號(hào)的采集與監(jiān)測(cè)，甚至還有望輔助聾啞人及喉部切除患者重構(gòu)發(fā)聲能力。這種神奇的“紋身”就是清華大學(xué)微納電子系任天令教授團(tuán)隊(duì)的研發(fā)成果——石墨烯電子皮膚。喬彥聰表示，石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，能夠作為生理電極監(jiān)測(cè)心電圖、腦電圖等信號(hào);通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還可以將石墨烯制備成多孔結(jié)構(gòu)，將微弱的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為其電阻的變化，從而用于監(jiān)測(cè)脈搏、呼吸、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)等力學(xué)信號(hào)。

石墨烯電子皮膚與人工智能算法相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)心電圖的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與診斷，對(duì)于心律不齊的診斷正確率能夠達(dá)到92.65%。此外，使用石墨烯制作的壓力傳感器還可以植入衣物、護(hù)腕、鞋墊等，監(jiān)測(cè)脈搏、血壓、步態(tài)等信號(hào)。未來石墨烯市場(chǎng)行情如何?

2021石墨烯產(chǎn)業(yè)將快速健康成長

石墨烯在復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用已日益成熟，市場(chǎng)增長快速，如手機(jī)觸摸屏、鋰離子電池、超級(jí)電容器以及增強(qiáng)塑料、防腐涂料、石墨烯溫控材料等復(fù)合材料領(lǐng)域;石墨烯屬于非標(biāo)產(chǎn)品，瞄準(zhǔn)高端應(yīng)用市場(chǎng)，需要滿足下游客戶定制化需求，與客戶關(guān)系密切，這也增加了市場(chǎng)的壁壘;近幾年來，圍繞石墨烯標(biāo)準(zhǔn)制定的工作也在緊鑼密鼓地進(jìn)行著，標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)出臺(tái)亦將對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)的快速健康成長發(fā)揮有力促進(jìn)作用。

由于石墨烯在能源、材料等各大領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用潛力，世界各國對(duì)石墨烯都給予了很高的關(guān)注。隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)化方向的逐漸清晰，目前，全球已有80多個(gè)國家投入石墨烯的研發(fā)、生產(chǎn)。美國、歐盟、日本、韓國等相繼發(fā)布或資助了一系列相關(guān)研究計(jì)劃和項(xiàng)目。特別是歐盟制定了石墨烯旗艦計(jì)劃，計(jì)劃投入10億歐元。不僅如此，IBM、英特爾、陶氏化學(xué)、三星等國際知名跨國企業(yè)紛紛將石墨烯及其應(yīng)用技術(shù)作為長期戰(zhàn)略發(fā)展方向，而且還涌現(xiàn)出了大批專門從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的機(jī)構(gòu)和企業(yè)。隨著石墨烯制備技術(shù)進(jìn)一步推動(dòng)規(guī)?；瘧?yīng)用，2025年全球石墨烯規(guī)模有望達(dá)到21.03億美元。

據(jù)中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)計(jì)，到2020年，石墨烯在新能源行業(yè)的鋰電池和超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模將突破534億元;電子信息行業(yè)的柔性顯示和可穿戴領(lǐng)域，市場(chǎng)規(guī)模將突破267億元;在復(fù)合材料市場(chǎng)的塑料、橡膠、涂料、導(dǎo)電油墨四大領(lǐng)域，規(guī)模將突破372億元;在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，將突破90億元;在熱管理領(lǐng)域，電子產(chǎn)品散熱膜、LED散熱材料、石墨烯發(fā)熱膜等市場(chǎng)規(guī)模將突破341億元;在生物醫(yī)藥領(lǐng)域方面，石墨烯應(yīng)用于生物安全、納米載藥體系、基因治療、生物監(jiān)測(cè)以及生物成像和診斷方面，市場(chǎng)規(guī)模將突破91億元。因此，柔性顯示、鋰電池和復(fù)合材料等領(lǐng)域是石墨烯未來產(chǎn)業(yè)化突破的重點(diǎn)領(lǐng)域。隨著“工業(yè)4.0”提升為國家戰(zhàn)略，石墨烯量產(chǎn)將加快石墨烯在智能終端、新能源汽車、復(fù)合材料加工、智能穿戴、潔凈能源、航天軍工、智能家居等領(lǐng)域的應(yīng)用。

石墨烯產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)潛力和發(fā)展空間可謂超乎想象，歐盟、中國、美國、英國、韓國等紛紛將這一具有革命性意義的新材料研究提升到了戰(zhàn)略高度，并投入巨資加快石墨烯的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。目前，石墨烯已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、傳感器、晶體管、柔性顯示屏、新能源電池、海水淡化、儲(chǔ)氫材料、航空航天、感光元件、復(fù)合材料、生物等諸多領(lǐng)域。

中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)計(jì)，到2020年，石墨烯產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將取得突破，全球石墨烯材料市場(chǎng)達(dá)1000億元，分布在新能源、電子信息、復(fù)合材料、節(jié)能環(huán)保、熱管理、生物醫(yī)藥等各領(lǐng)域。未來10年內(nèi)，石墨烯主要作為改性材料來提高傳統(tǒng)材料與功能器件的性能，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括動(dòng)力電池/超級(jí)電容、防腐涂料、改性化纖、改性橡塑材料和導(dǎo)熱散熱材料等，其價(jià)值在于支撐傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代。未來10-20年，石墨烯將在柔性電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮關(guān)鍵作用，在柔性顯示、柔性傳感、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域催生變革性技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)，預(yù)計(jì)到2030年，石墨烯相關(guān)材料和技術(shù)將可以直接轉(zhuǎn)換成為消費(fèi)品，走到消費(fèi)者身邊。未來20年之后，石墨烯作為下一代高頻晶體管核心材料的技術(shù)將走向成熟，由此在電子信息技術(shù)領(lǐng)域引發(fā)顛覆性技術(shù)革命。

更多行業(yè)具體詳情分析，可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2021-2026年石墨烯市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查及供需格局分析預(yù)測(cè)報(bào)告》。

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