2004年石墨烯成功被分離,掀起了研究石墨烯及其相關(guān)材料(graphene and related materials, GRMs)的熱潮。GRMs集多種優(yōu)異性能于一體,是主導(dǎo)未來高科技競爭的超級材料(圖1)。作為新技術(shù)和應(yīng)用的平臺,具有根本(非增量)的優(yōu)勢(表1),因此可廣泛用于導(dǎo)電墨水、化學(xué)傳感器、發(fā)光設(shè)備、復(fù)合物、能源、觸摸屏和高頻電子設(shè)備等不同領(lǐng)域(圖2)。
注:石墨烯及其相關(guān)材料是指石墨烯、相關(guān)的二維晶體、其他二維材料,以及雜化系統(tǒng)。
圖1 石墨烯的特性及應(yīng)用
圖2石墨烯及其相關(guān)材料(GRMs)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用
2014年2月初,歐盟未來新興技術(shù)(FET)石墨烯旗艦計劃發(fā)布了首份招標(biāo)公告和科技路線圖(見下圖),明確了石墨烯旗艦的研究項目。
本文概括了石墨烯各應(yīng)用領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)路線圖(science and technology roadmap, STR),這些路線圖是根據(jù)歐盟“石墨烯旗艦計劃”科技路線圖的框架提煉和延伸而成,以幫助我們更好的解讀這項偉大的計劃。該科學(xué)和技術(shù)路線圖在60多個學(xué)者和企業(yè)家的共同努力下整合而成。路線圖用時間順序排列每個領(lǐng)域,包括了未來10年及以后,其目的是引導(dǎo)研究界和工業(yè)界對基于石墨烯及相關(guān)材料產(chǎn)品的開發(fā)。
路線圖鑒定了11個科技主題,它們分別是:基礎(chǔ)科學(xué)、健康和環(huán)境、生產(chǎn)、電子器件、自旋電子學(xué)、光電子和光電子學(xué)、傳感器、柔性電子,能量轉(zhuǎn)換和存儲、復(fù)合材料和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。以下是每個科技主題的具體路線圖。
基礎(chǔ)科學(xué)