(2)石墨烯技术与专利
目前,国际上关于石墨烯的技术研究热点是导电性、导热性、制备方法优化以及纳米材料制备等;
中国关于石墨烯的技术研究热点则集中在石墨烯制备、石墨烯纳米材料及复合材料、石墨烯在锂离子与太阳能电池电极材料及光电器件等方面。
中国的科研管理机构较为重视对石墨烯相关技术研究的资助。从2009年开始,中国科学院、科技部、国家自然科学基金委等相继启动了多个石墨烯研究项目,其中包括863计划课题“石墨烯的控制制备及其在光电领域的应用”和973计划课题“石墨烯的可控制备、物性与器件研究”,以及一系列的自然科学基金项目等。
据统计,国家自然科学基金委已陆续拨款超过3亿元,用于资助石墨烯相关基础研究项目,其中2014年资助石墨烯相关研究项目385项,2015年资助石墨烯相关研究项目396项。
在技术进步的同时,中国石墨烯领域的专利申请也很火热。根据《2017石墨烯技术专利分析报告》,石墨烯中国专利申请 18931 件,发明数量 17306,实用新型 1616件,外观 9 件。其中 PCT 发明专利 737 件,数据检索时间为 2017 年 3 月 1 日。
图5 中国受理的石墨烯公开专利数量年度变化趋势
图6 石墨烯中国发明专利申请来源国家/地区构成
图7 石墨烯中国专利法律状态
图8 石墨烯中国国内申请人各单元专利申请人数量、申请数量对比
图9 石墨烯国外申请人各单元专利申请人数量、申请数量对比
目前涉及石墨烯原材料、制备技术、生产工艺和检测技术的发明专利一共有2152件。
原材料包括粉体-浆料、石墨烯膜、石墨烯纤维、宏观组装体、量子点、多孔石墨烯等;
制备技术划分为机械剥离、插层剥离、化学氧化还原、电化学制备技术等;
生产工艺划分为分离-提纯-分散、功能改性、检测、设备等。
图10 石墨烯原材料、制备技术、生产工艺及检测技术分类
从石墨烯的应用领域来看,石墨烯应用研究方面的专利申请共12316 件,主要集中在以下六大领域。
储能:锂离子电池、超级电容器、太阳能、燃料电池、铅酸电池等;
复合材料:导电材料、导热材料、增强-增韧材料、防腐、合金等;
电子信息:透明导电薄膜、 光电材料、 柔性显示等;
水-气体处理:催化降解、吸附、空气净化等;
医疗-健康:抗静电-抗菌-发热等功能材料及产品、药物载体、DNA 基因检测、人造骨骼等。
图11 石墨烯专利应用技术类型构成