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中科院文献情报中心、美国化学文摘社联合发布《全球科技趋势报告:石墨烯研发态势监测分析报告》
2017-09-10

  2017年9月8日,中国科学院文献情报中心和美国化学文摘社(Chemical Abstracts Service)联合发布了《全球科技趋势报告:石墨烯研发态势监测分析报告》中英文报告。报告分别从石墨烯科研产出的发展趋势、研究主题布局、主题演进方向、国家地区分布、潜在竞争机构等,深度揭示全球石墨烯研发的主题布局及研发动向,并通过专家访谈,探讨了石墨烯的发展前景和未来面临的挑战。报告认为:石墨烯的基础研究与技术应用在快速发展之中,全球石墨烯研发竞争日趋激烈,中国、美国、韩国、日本等主要的技术原创国家已逐渐形成技术优势和竞争格局。石墨烯技术从基础研究逐渐向应用研发拓展,未来将在能源、生物、电子学等多个应用领域快速发展。

  中国科学院发展规划局副局长黄晨光、美国化学文摘社高级副总裁Matthew Toussant、中国科学院文献情报中心主任刘会洲参加发布会并致辞。

  黄晨光副局长希望中国科学院文献情报中心和美国化学文摘社能够持续进行深度合作,把握技术的关键趋势,打造具有权威性、广泛影响力的全球报告趋势系列的产品。

  Matthew Toussant先生在致辞中表示为了促进对科学前沿的理解,美国化学会分支机构美国化学文摘社和中国科学院文献情报中心精诚合作完成《全球科技趋势报告: 石墨烯研发态势监测分析报告》,这是两家全球顶尖机构合作的典范。该报告将有助于全球科学家、投资管理者、政策专家获得全面的信息和趋势分析。美国化学文摘社非常高兴能够与中国科学院文献情报中心继续合作,关注其他重要科学领域的研究趋势,呈现新的系列报告。

  刘会洲主任认为中科院文献情报中心作为情报研究机构需要不断的了解和凝练需求,探索情报研究,尝试新的分析数据方法以及技术来研发新的情报产品,并对双方未来合作充满信心。

  中国科学院文献情报中心副主任刘细文做报告发布,报告基于美国化学文摘社提供的石墨烯论文与专利数据,采用计量分析和文本挖掘的研究方法,聚焦全球石墨烯材料与技术的研发,揭示了石墨烯技术的创新态势、创新水平、竞争布局、科研竞争潜力等。

  石墨烯整体研发趋势:论文及专利产出数量快速增长

  全球共发表了7万余篇石墨烯相关的论文,2万余项石墨烯专利,2010年后石墨烯研发进入快速发展的活跃期。全球50%以上的石墨烯研究论文及专利主要集中在2014年至2016年。近三年以来,论文发表及专利申请仍然保持上升的态势,石墨烯的基础研究与技术应用仍在快速发展之中。

  全球石墨烯竞争格局:中国、美国、韩国、日本已形成技术优势

  论文产出的前五位国家为中国(不含港澳台地区)、美国、韩国、日本和印度论文总量占全球论文总量的64.3%,专利申请量前五位国家为中国、韩国、美国、日本和德国,五国专利总量占全球专利总量的90%以上。中国、美国、韩国、日本等国家角逐石墨烯前沿应用技术,美国和日本发表相关论文及申请专利较早,中国论文和专利产出量已领跑全球。

  从这五个主要石墨烯专利来源国之间的专利申请流向上看,石墨烯专利流向美国、中国居多。中国专利申请量虽然高,但在韩国、日本、美国、德国四国的专利布局占比仅有2.3%;而韩国、美国、日本、德国各自在其他四国的专利布局占比分别为27.8%、24.8%、32.3%、45.3%。相对而言,中国专利在其他国家的布局较为薄弱。

  全球石墨烯研究领域分布:电化学等领域比重加大

  石墨烯的研究论文和专利主要分布在电现象、电化学、放射及热能技术、光学、电子、质谱和其他相关属性、表面化学和胶体、硅酸盐等领域。近来年,石墨烯的研发在电化学、放射及热能技术领域,光学、电子、质谱和其他相关属性领域,生物化学方法,塑料生产与加工,电化学等领域的研究比重逐年增大。

  石墨烯涉及物质的性能用途:应用研究比重最大

  全球石墨烯涉及物质的性能用途分布,39.9%的物质为应用研究(USES),包含技术工程材料(TEM,Technical or Engineered Material Use)、改性剂或添加剂(MOA,Modifier or Additive Use)、催化剂(CAT,Catalyst Use)及其他应用(NUU,Other Use, Unclassified)等。

  全球石墨烯研发主题布局:从基础研究向应用研究拓展

  当前石墨烯材料和应用技术的研发已形成了相对固定的领域布局,主要分布在电学性能研究、石墨烯复合材料、材料性能与制备、聚合物、传感器、半导体器件、电池、电容器等领域。其中,石墨烯电池领域主题集中于二次电池、太阳能电池、电池电极和燃料电池等研究;石墨烯超级电容器领域主要聚焦于电容器电极材料的开发,在诸多电极材料中,对聚苯胺/石墨烯复合电极材料的研究较多;石墨烯传感器的重要应用方向有生物传感器、气体传感器、导电膜与压力传感器等;石墨烯柔性电子领域主题集中于压力传感器、生物传感器、场效应晶体管、半导体器件和透明导电膜等方向。

  前景、机遇与挑战

  报告指出,石墨烯在二次电池、超级电容器等储能器件领域已经引起学术界特别是产业界越来越多的关注,部分含有石墨烯的产品已经处于试用阶段。石墨烯作为电极材料的组成部分在太阳能电池、燃料电池等领域也引起广泛的关注,相关研究正在从基础研究逐渐向应用研发拓展。此外,石墨烯作为导热、散热材料在热管理领域也有良好的应用前景。尤其吸引人的是石墨烯在柔性能源器件中的应用将有可能凸显石墨烯自身的结构与性能优势,为未来柔性能源器件提供材料支撑。从技术突破角度,石墨烯电极材料的研发为本领域未来的研究重点方向。

  在生物应用领域,石墨烯传感材料及器件的研发逐渐引起学术界与产业界的高度重视,尤其基于石墨烯材料的生物传感器用于生物检测、生理监测、疾病诊断、环境及食品检测等领域的应用潜力进入研究视野。

  未来在电子学应用领域,基于石墨烯的集成电路与半导体器件将给现有的半导体工业注入新的活力,提高给社会更多的高技术产品与想象空间。

  报告还指出,未来很长一段时间内,对制备方法和技术进行研发、改进和优化将是研究的热点,以提高并最大限度地发挥石墨烯各方面的优异性能。

  发布会邀请中国科学院电工研究所马衍伟研究员、中国科学院国家纳米中心智林杰研究员、中石化北京化工研究院郭鸣明研究员分别对石墨烯领域的相关方向进行专题报告。

  马衍伟研究员课题组张熊研究员就石墨烯超级电容器与参会人员进行了交流,认为石墨烯复合材料在高性能锂离子电容器中的应用是未来发展趋势。智林杰研究员就石墨烯制备和应用领域与参会人员进行了交流,并在成本控制、质量控制、知识产权布局、终端产品四点对未来石墨烯产业提出了展望。郭鸣明研究员就石墨烯的特殊现象,导热性能和各向异性等方面与会人员分享了他对石墨烯研发及产业的见解,并分享了其在原位再生石墨烯高分子多孔复合物的最新研发进展。

  在发布会上,中国科学院文献情报中心与美国化学文摘社签署了《全球科技趋势系列报告》合作协议,双方将长期深度合作,发现未来新兴技术领域,把握技术发展趋势,形成具有权威性和广泛影响力的全球科技趋势报告系列。

领导致辞

领导致辞

中国科学院文献情报中心进行报告发布

中国科学院文献情报中心进行报告发布

《全球科技趋势系列报告》合作协议签署

《全球科技趋势系列报告》合作协议签署





 
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