石墨烯有新材料之王的美譽(yù)，世界各國在石墨烯上的競爭愈演愈烈。8日，中科院文獻(xiàn)情報(bào)中心和美國化學(xué)文摘社聯(lián)合發(fā)布了《石墨烯研發(fā)態(tài)勢(shì)監(jiān)測分析報(bào)告》(下稱《報(bào)告》)，對(duì)這場競爭添加了詳盡的“注釋”。

石墨烯是一種神奇的二維材料。它只有一個(gè)碳原子的厚度，是由碳原子組成的平面薄膜。2004年，兩位英國物理學(xué)家利用微機(jī)械剝離方法首次成功地從石墨中分離出石墨烯，證實(shí)石墨烯晶體能夠真正獨(dú)立存在。二人也因此于2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

作為目前世界上最薄的材料，石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)等性能。世界上已經(jīng)形成對(duì)石墨烯的研究熱潮，因?yàn)槭?ldquo;極有可能作為未來的前沿材料引發(fā)顛覆性的新技術(shù)及新產(chǎn)業(yè)革命”。

石墨烯研發(fā)是2010年后進(jìn)入快速發(fā)展期的?！秷?bào)告》統(tǒng)計(jì)分析了全球發(fā)表的7萬余篇石墨烯論文、2萬余項(xiàng)石墨烯專利，發(fā)現(xiàn)全球50%以上的論文及專利主要集中發(fā)表和申請(qǐng)于2014-2016年。中科院文獻(xiàn)情報(bào)中心副主任劉細(xì)文在發(fā)布會(huì)上說，近3年來，石墨烯論文發(fā)表及專利申請(qǐng)仍保持上升態(tài)勢(shì)，其基礎(chǔ)研究與技術(shù)應(yīng)用仍在快速發(fā)展之中。

統(tǒng)計(jì)顯示，石墨烯論文產(chǎn)出的前5位國家為中國(不含港澳臺(tái)地區(qū))、美國、韓國、日本和印度，其論文總量占全球總量的64.3%;專利申請(qǐng)量前5位的國家為中、韓、美、日和德，五國專利總量占全球總量的90%以上。“中、美、韓、日等國家角逐石墨烯前沿應(yīng)用技術(shù)，美、日發(fā)表相關(guān)論文及申請(qǐng)專利較早，中國論文和專利產(chǎn)出量已領(lǐng)跑全球。”

從這5國專利申請(qǐng)流向看，石墨烯專利流向美、中居多。中國專利申請(qǐng)量雖高，但中國在韓、日、美、德4國的專利布局占比僅有2.3%;而韓、美、日、德各自在其他4國的專利布局占比分別為27.8%、24.8%、32.3%、45.3%。“相對(duì)而言，中國專利在其他國家的布局較為薄弱。”

《報(bào)告》認(rèn)為，在全球石墨烯的競爭格局中，中、美、韓、日已形成技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

石墨烯的研究論文和專利主要分布在電現(xiàn)象、電化學(xué)、放射及熱能技術(shù)、光學(xué)、電子、質(zhì)譜和其他相關(guān)屬性、表面化學(xué)和膠體、硅酸鹽等領(lǐng)域。近來年，石墨烯的研發(fā)在電化學(xué)、放射及熱能技術(shù)領(lǐng)域，光學(xué)、電子、質(zhì)譜和其他相關(guān)屬性領(lǐng)域，生物化學(xué)方法，塑料生產(chǎn)與加工，電化學(xué)等領(lǐng)域的研究比重逐年增大。統(tǒng)計(jì)顯示，中國機(jī)構(gòu)發(fā)表的論文側(cè)重于傳感器、電子和光電、電池等應(yīng)用領(lǐng)域;美國機(jī)構(gòu)發(fā)表的論文側(cè)重于光電性能、電子結(jié)構(gòu)、薄膜晶體管、半導(dǎo)體器件等應(yīng)用領(lǐng)域;韓國機(jī)構(gòu)發(fā)表的論文側(cè)重于電容器等方面的研究;日本機(jī)構(gòu)發(fā)表的論文側(cè)重于電學(xué)性能等方面的研究。

《報(bào)告》指出，短短的10幾年間，石墨烯的相關(guān)研究就從材料力學(xué)及電子學(xué)性能的基礎(chǔ)研究延伸至電池、電容器、半導(dǎo)體、傳感器件、高分子納米復(fù)合材料等應(yīng)用領(lǐng)域，未來應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷拓展。正像中科院院長白春禮所說，石墨烯是一種顛覆性材料，“科研人員和產(chǎn)業(yè)界都對(duì)其技術(shù)研發(fā)突破和顛覆性應(yīng)用寄予厚望”。