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解读欧盟旗舰计划及最新进展
出处:石墨烯联盟  录入日期:2019-05-17  点击数:621

  欧盟的石墨烯研究起步早且系统性强,并将石墨烯研究提升至战略高度,资金支持力度大,注重石墨烯理论研究,基础研究扎实。而欧盟石墨烯旗舰计划是由欧盟委员会于2013年推出,它与“人类大脑计划”(Human Brain Project)一起,是欧盟委员会发起的未来与新兴技术(Future and Emerging Technology (FET) Flagships)旗舰计划中的第一个,它们的使命就是通过长期的、多学科的研究和发展努力来解决这个时代的重大科技挑战。石墨烯旗舰研究项目是欧盟选定的首批技术旗舰项目之一,总投资10亿欧元。

 

 

 

  解读欧盟旗舰计划及最新进展
  图1 欧洲石墨烯旗舰计划成员单位
  欧盟石墨烯旗舰计划简介。石墨烯旗舰计划初始由23个国家的158个学术和工业研究团体组成。此外,该项目还有73个相关成员单位将纳入“2020”阶段(2016年4月1日至2018年3月31日)的科技工作。旗下成员单位主要集中在英国、意大利、西班牙、德国、法国等国家。
  石墨烯旗舰计划的预算总计为10亿欧元,它代表了前所未有的联合研究的规模和协调研究的新形式,是欧洲最大的研究计划。石墨烯旗舰项目第一阶段(2012-2016),前期在第七框架项目下,前 30个月由欧洲委员会(EC)投资5400万欧元;石墨烯旗舰项目第二阶段(2016-2020),在2020视野计划下,欧洲委员会(EC)每年保持5000万欧元的平稳投资。

 

 


  解读欧盟旗舰计划及最新进展
  图2 欧洲石墨烯科学与技术发展路线图
  欧洲石墨烯科学与技术发展路线图。欧洲石墨烯科学与技术发展路线图在石墨烯旗舰计划的框架内开发的,概述了项目主要目标和研究领域。路线图突出三大领域。第一个任务是确定新的分层材料,评估其潜力,并开发可靠,可重复和安全的手段,以工业规模生产。随着组件技术的发展,还需要识别由2D材料启用的新设备概念。最终目标是将基于2D材料的组件和结构集成到能够提供新功能和应用领域的系统中。路线图中确定了11个科技主题。它们是:基础科学、健康与环境、生产、电子器件、自旋电子学、光子学和光电子学、传感器、柔性电子、能量转换和存储、复合材料和生物医学设备。路线图将依次解决了每一个领域的问题。
  欧盟石墨烯旗舰计划任务。欧盟石墨烯旗舰计划的任务是用10年的时间将将石墨烯和相关的2D材料从学术实验室带到工厂的生产和实际的应用,创造出新的经济增长、新的就业机会和更多发展机遇。目前计划执行过半,进一步的目标是材料应用和工业化以及通过广泛研究积累经验。2017年7月6日,欧盟石墨烯旗舰计划确定了第二阶段新的研发方向及合作伙伴(表1)。2017年10月,欧盟石墨烯旗舰计划发布了新的待确定的石墨烯合作研究方向(表2)。欧盟石墨烯旗舰计划新的研发方向确定及合作伙伴的选择体现了欧盟石墨烯发展的新方向,非常值得石墨烯研究机构和生产企业在进行学术研究和应用开发时参考。
  表1 欧盟石墨烯旗舰计划第二阶段研发方向及合作伙伴

 

  表2 欧盟石墨烯旗舰计划待确定研究方向

 

 

  石墨烯旗舰计划18年应用研究进展。在2019年西班牙巴塞罗那举行的世界移动通信大会上,欧洲石墨烯旗舰项目组织了超过 20 种不同的基于石墨烯的产品原型和设备在此展览,并按照“未来的电话”、“未来的可穿戴设备”、“未来的家园”和“宏量制备”分 成四个类别。
  未来的电话:(1)超越人眼的宽带图像传感器。目前手机中的摄像头只能 “看到”可见光谱。然而,石墨烯相机能够从周围物体获取更多信息,比如通过检测红外光来判定一个水果是否新鲜。(2)石墨烯增强电池:剑桥大学石墨烯中心。用石墨烯增强负极可延长手机电池的使用寿命,提高电池的充电速度。(3)灵活的 WiFi 接收器。利用这种完全灵活的石墨烯微波通信设备,通过 WiFi 将柔性设备连接到互联网。石墨烯的灵活 性和出色的电子特性使柔性电子设备成为可能。
  石墨烯家居用品:(1)基于石墨烯的 NFC 设备用于电子钥匙。石墨烯 NFC 天线可以集成在几种柔性材料中,为金属天线提供可靠、环保的替代品。(2)石墨烯基太阳能电池:采用石墨烯制造具有高功效和长寿命的大面积钙钛矿太阳能电池,石墨烯的特性提高了太阳能电池的稳定性和效率。(3)用于检测空气污染的电子鼻。采用物联网监测空气质量,需要做到准确、实时。石墨烯空气嗅探器基于 石墨烯微型传感器,可以实时检测空气中极低水平的有害气体,如二氧化氮。
  未来的可穿戴:(1)石墨烯压力感应鞋垫,鞋垫中的石墨烯泡沫可以跟踪足部的压力分布,用于运动分析和足部矫形。轻质石墨烯嵌入式泡沫可响应压力变化,便于在所有类型的鞋子中进行应用。(2)柔性透明触摸人机界面,该透明、压力敏感的石墨烯和塑料薄膜可实现精确的压力检测。层压薄膜非常薄,可以在 3D 表面上制备并集成到柔性装置中。该技术可用作电子皮肤,使任何表面对其环境具有高响应性,适用于医疗保健、机器人、游戏、数字音乐制作和工业 4.0。(3)脑机接口,石墨烯可用于脑植入物,记录和刺激大脑表面的脑信号。由于石墨烯的灵活性,这些植入物更舒适,更敏感,同时侵入性更小。高性能脑植入将改善对神经疾病 的理解和治疗以及推动脑机接口技术的发展。
  宏量制备:(1)大规模生产单层石墨烯:Graphenea。Graphenea 为电子产品生产可扩展的高质量石墨烯。Graphenea 生产 CVD 石墨烯薄膜,石墨烯场效应晶体管芯片(GFET),石墨烯组装服务(GFAB)以及石墨烯氧化物生产。(2)喷雾沉积石墨烯设备:M-Solv/Thales。喷涂沉积机专为石墨烯旗舰开发,采用该设备可将石墨烯涂覆在任何材料表面。M-Solv 独特的工艺能力结合了激光、喷墨和喷涂沉积,可以制造各种储能设备。
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