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时间:2022/12/14 12:54:52 编辑:

我国石墨烯产业曙光初现 专利布局成焦点

“一秒钟内下载一部高清电影,的充电时间缩短到一分钟,这些都有可能在2024年前后实现,靠的仅仅是一个小小的石墨烯器件。”业内人士如是预测。

作为世界上最柔软的坚硬材料,被誉为“黑金子”的石墨烯因其自身优异的秉性近年来渐成材料新宠。那么,中国应如何开发石墨烯这座“金矿”?

现状:“后起之秀”材料

石墨烯是一种新型的碳纳米材料,其厚度仅为一个碳原子的厚度0.34nm,是目前已发现的最薄也最坚硬的材料。近年来,石墨烯备受推崇,源于其优异的物理及电学性质。因其发现,英俄的两位科学家于2004年获得诺贝尔奖。

石墨烯电阻率极低,电子迁移的速度极快,可被期待用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。“此外,由于它几乎是完全透明的,也适合用来制造透明触控屏幕、光板,甚至是高效太阳能电池及超大容量蓄电池。”北京国之专利预警咨询中心总经理于立彪介绍。

专利分析结果显示,石墨烯相关的专利申请最早出现在2002年,2008年起出现实质性的快速增长。我国在石墨烯技术领域的专利技术产出量最高,占据了总产出量的40.25%;美国占总产出量的22.10%,位列第二;韩国以占总产出量21.18%的比例排名第三。

“这说明近几年我国石墨烯研发投入力度较大,同时也注重运用专利来保护研发成果,但数量多不代表实力强,我国的石墨烯专利申请主要来源于科研院所和高校,多数还处于实验室研究阶段。”于立彪坦言。

北京国之专利预警咨询中心发布的《石墨稀产业专利分析报告》显示,全球排名前六位的专利申请人,分别是韩国三星公司、中国科学院、韩国高等技术研究院和韩国科学技术研究院、韩国成均馆大学、美国IBM公司以及个收缩率S由下式表示: S={(D-M)/D}×100%(1)人申请人 Bor Z. Jang。

不仅如此,我国的石墨烯专利布局也让于立彪深感担忧:“在石墨烯领域我国虽然属于但仿佛仍困囿于行政过度干预微观经济继而触发 ldquo;市场失灵 rdquo;的怪圈后起之秀,但专利布局不合理,这不利于牵制和制约竞争对手。”

热点:增强实用性

对石墨烯产业而言,制备技术是基础。

根据《石墨稀产业专利分析报告》,全球石墨烯制备方法的专利申请为471件,涉及的制备方法包括化学气相沉积法、氧化还原法、SiC热分解法、气相/液相剥离法、机械剥离法等。其中,关注度最高的是化学气相沉积法和氧化还原法。

“目前全球石墨烯专利技术正处于快速发展期,但材料制备技术的产业化程度较低,化学气相沉八角鸟积法和氧化还原法可能是实现产业化的途径。”于立彪分析说,化学气相沉积法相比其他制备方法更容易实现大尺寸和稳定量产化,主要专利掌握在韩国三星公司、中国科学院、韩国成均馆大学手中,不过现阶段化学气相沉积法仍面临石墨烯层数可控性差的问题,今后工艺细节调控(比如压力控制、时间控制及后处理技术)可新疆针茅能是该技术产业化的突破口。而氧化还原法虽操作简单,具有放量制备前景,但所用原料存在一定毒性,污染环境。

制备工艺的重要性不言而喻,不过通过专利检索发现,涉及石墨烯制备方法和设备的专利申请仅占29.20%,涉及石墨烯用途的专利申请却占到48.05%。

“随着石墨烯制备技术的发展以及样品质量不断提高,目前的研究热点不仅在于石墨烯的制备方法,还在于如何将石墨烯应用到各个领域中,从而实现石墨烯技术大规模的商业应用。尤其是一些国外的大型企业,在石墨烯应用领域大力投资。”于立彪透露。

根据石墨烯应用技术分支申请量分布图,涉及石墨烯在TFT基板、催化剂、透明电极、晶体管上的应用是研发热点,其中涉及电池的专利申请最多,占比高达36%。

北京国之专利预警咨询中心的专利分析员表示,石墨烯的导电性、淡黄列当柔韧性好,具有很高的比表面积,决定了其具有高的储能空间,制备上面所提到的典型利用也只是例子透明石墨烯膜用于锂离子电池、太阳能电池等领域具有广泛的前景,是近两年应用技术分支的研究热点。

策略:加快专利布局

眼下,石墨烯炙手可热。日前,美国国防部先进项目研究局与威斯康星大学麦迪逊分校宣布,共同研发出一项人脑研究技术,可探究人脑神经结构与功能的联系。该技术正是用石墨烯做传感器,其厚度不到一纳米,首次可兼容光学和电学手段同时观测。

对石墨烯予以“厚爱”的不唯美国。不久前,韩国几家高校亦宣布已成功开发出混合石墨烯。据了解,这种混合石墨烯制成的电子纹身具有可伸缩性,并且呈透明状,即使被折叠或者拉扯,依然能够正常工作。研发团队还将这种材料制成生物传感器,用来监测人体的健康数据。

市场前景不言而喻,作为石墨烯领域“后起之秀”的中国如何在这个竞争激烈的领域保持优势并抢占先机?

“开展专利预警分析,加强专利挖掘和布局。”这是北京国之专利预警咨询中心给出的答案。

根据全球主要竞争对手专利申请技术分布图,石墨烯专利申请量排名第二位的中国科学院,在国内的专利申请有103件,而PCT专利申请仅1件;而申请量排名第一位的韩国三星公司不仅在韩国国内有40件专利申请,还在美国有46件专利申请,在中国有12件专利申请,PCT申请有7件,在欧洲也有1件;韩国高等技术研究院、韩国科学技术研究院等的专利布局策略亦与三星公司类似。

“由此可以看出,我国的石墨烯专利申请量虽然绝对数量很大,但区域保护表现较差,几乎没有对石墨烯专利申请国外保护。韩国的光果砧草企业、研究机构则对专利保护十分重视,它们不仅在韩国国内进行专利布局,还在全球主要竞争对手所在国或地区进行相当数量的专利布局,这点值得国内企业和科研机构借鉴。”于立彪表示。

在于立彪看来,随着石墨烯应用技术的发展,今后将有更多的国外申请人到中国进行专利申请和布局。在这方面国内企业和研究机构应给予足够重视,技术研发和产业化过程中适时开展专利预警,防范并及早规避潜在的专利风险。(沈慧)

来源:中国高新技术产业导报

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