石墨烯的应用潜力

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1、证券研究报告

2、行业专题报告石墨烯

3、钢铁新材料石墨烯-21世纪新材料技术革命的引领者暨习主席参观英国石墨烯实验室所作张士宝孙恒业0755-837347780755-25310971zhangsb@cmschina.com.cnsunhengye@cmschina.com.cnS1090511040020S1090512080004报告日期：2015年10月26日-1-目录一石墨烯的基本性质二有关石墨烯的应用潜力三当前石墨烯制备，研究及产业化四相关企业标的研发与生产情况-2-重点标的中国宝安：控股子公司贝特瑞系全球最大的锂离子电池一负极材

4、料生产商，石墨烯工艺已经积累多年，当前已经用作负极材料导电填料，用以增强负极材料导电性能和稳定性。当前公司投资10亿元在哈尔滨设立的石墨产业园基地计划在2019年完工，对公司整合产业链起到至关重要的作用。二华丽家族：间接持有重庆墨希和宁波墨西两家公司股权，是石墨烯产业布局最为全面的公司。二中泰化学：持有厦门凯纳28%股权，目前在低成本制造石墨烯技术上已经取得关键性突破。风险提示：此次推荐角度均为石墨烯，上市公司主业各不相同，目前石墨烯业务尚不能为上市公司贡献实质性业绩。-3-什么是石墨烯？石墨烯是由单层碳原子构成的六角形蜂巢晶格的平面

5、二维材料。在实验室成功制备石墨烯样本之前，石墨烯通常被认为是假设性结构。2004年，英国科学家利用特殊胶带将石墨薄片反复分离，最后得到由单层碳原子构成的薄膜，成功制备石墨烯。单层石墨烯原子晶格结构图-4-碳单质-同素异形体纯净的石墨烯也是一种碳单质。碳的同素异形体很多，包括无定形炭、金刚石、石墨、足球烯和石墨烯等。-5-碳单质-同素异形体从外形结构上面来看，碳纳米管和石墨烯是结构最为接近的同素异形体，但是其发现过程却相对迥异。石墨烯和碳纳米管的制备发现过程图-6-单层石墨烯是已知最薄的材料单层石墨烯厚度只有0.335纳米，是头发直径的

6、二十万分之一。石墨烯厚度0.335纳米×200,000≈头发直径60um-7-一、石墨烯的基本性质石墨烯具备众多优异的力学、光学、电学和微观量子性质。它是目前最薄也是最坚硬的纳米材料，同时具备透光性好，具备导热系数高、电子迁移率高、电阻率低、机械强度高等众多普通材料不具备的性能，未来有望在电极、电池、晶体管、触摸屏、太阳能、传感器、超轻材料、医疗、海水淡化等众多领域应用，可以说是未来最有前景的先进材料之一。性质载流子迁移透明度机械强度导热性电阻率电子移动速度仅吸收2.3%的超高强度优于银和铜常温电阻率最达到光速的可见光小的材料1/30

7、0是高性能钢铁导热系数高达几乎完全透明强度的200倍5300W/m.K小于银和铜远超其他导体-8-二、石墨烯的应用潜力单分子气体侦测，原子级传感器石墨烯太阳能电池集成电路电子器件，场效应晶体管未来透明导电电极（触摸屏、液晶、有机光伏电池、发光LED）应用场发射源及真空电子器件超级电容器海水淡化系统生物医疗：分子闸、基因测序、抗菌器件石墨烯感光元件-9-1.纳米传感器与传统的传感器相比，纳米优点传感器具备尺寸小，精度高的特性纳米传感器具备巨大的1比表面积，传感器与气更为重要的是，原子级别的体充分接触，从而大大传感器与宏观传感器相比，提升

8、了检测的灵敏度具备多种独有的微观性质，显著拓宽了传感器的应用领域。由于纳米传感器非常灵纳米传感器广泛应用于生物、2敏，工作温度也大大降化学、机械、航空、军事等低。方面。-10-1.纳米传感器北京大学李彦课题组提出了一种利用具有固定结构的催化剂来调控生成的单壁碳纳米管结构的方案，有助于单壁碳纳米管的成型。-11-2.石墨烯电极良好的性能石墨烯电极未来的应用领域石墨烯良好的电导性能和透光性能，使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。•太阳能电池板•发光LED石墨烯比表面积高达•触摸屏2600m2/g(目前商用超极电容器使用的活性炭等材料

9、，•超级电容比表面积也不过1000-1800•液晶屏m2/g左右)，导电性极高，且储能效率是现有材料的近两倍，是理想的电极材料。-12-2.石墨烯电极的应用传统的电极材料多采用ITO（铟锡氧化物）。石墨烯以其独有的导电透明性质成为备选材料。采用石墨烯制成的透明电极，不仅具备传统电极的导电特性，同时还可以弯曲折叠，在搭建过程中可与建筑构成一体化，更加经济和实用。若能成功商业化，则未来有望改变电子行业制造格局。-13-2.石墨烯电极的应用石墨烯制造的太阳能电池板石墨烯电极石墨烯制造的屏幕具备良好的柔性-14-3.LED散热应用一般来说，L

10、ED灯的品质与散热效果直接相关。目前高亮度LED灯通过自然辐射来散热，效果不太理想。如果LED灯散热效果不好，其寿命将受到明显影响。目前解决LED散热问题的手段主要有自然辐射散热、介质散热和外加风扇散热三种类型。自然辐射