石墨烯,實際就是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。鉛筆芯用的石墨就相當于無數層石墨烯疊在一起?!八瞧駷橹棺匀唤缱畋?、強度最高的材料,可以被無限拉伸,彎曲到很大程度而不斷裂,還可抵抗很大的壓力?!薄 ∈┝硪粋€奇特之處在于“零滲透”——所有氣體、液體都無法滲透。這也使得石墨烯產品有了“針插不進、水潑不進”的本事。讓人感到驚奇的還遠不止這些。石墨烯具有超強吸附性,科學家正在研究用它做過濾裝置,用于海水淡化、污水處理等領域;它又具有非常好的透光性,適合作為透明電子產品原料。
在LED照明領域,石墨烯又能做些什么呢?下面就帶領大家從專利角度來一窺究竟。經過簡單的在中文數據庫中檢索,發現石墨烯在照明領域應用的在華專利申請始于2008年,之后申請量每年遞增,至今累計專利申請有1000余份,其中90%以上的申請人來自國內申請人。主要涉及H01L和F21S兩大類,F21S領域的申請基本是國內申請人,主要是利用石墨烯的導熱性能,涂覆與光源或者燈具表面散熱,申請人較多,主要以企業和個人申請為主,在此不多做描述。
在H01L領域,排在前十的申請人主要是國內的科研院所和高校,企業有京東方,IBM和韓國三星,其中IBM的申請主要是在功率半導體器件領域,韓國三星的申請涉及有LED、OLED和顯示裝置等照明領域。以專利2-8為代表,在原有結構上增設一石墨烯材料層(3,4,6,7,8),由于石墨烯的透明、導電、導熱等一系列優點,增設之后可以彌補不足,從而取得了顯著的技術效果;或者直接以石墨烯材料替原有的材料(專利5),從而取得顯著的技術效果。以改進型專利居多,這類專利技術難度相對較低,國內企業在該類型專利申請的實力不弱于國外公司,而且長期代工,技術人員積累了大量的相關經驗,更容易結合新材料的特性,提出改進的技術方案。
中國石墨烯產業化應用和投資領軍企業東旭光電在2017中國國際石墨烯創新大會上正式推出其匠心打造的石墨烯散熱大功率LED照明系列新品——“超極燈”。此次發布的新品是基于石墨烯的可逆液晶相變材料(RLCP)技術突破而實現的,其核心功效在于散熱和導熱。因此,東旭光電LED燈具的內置照明模組體積比傳統LED模組大幅縮小3/4,重量減少1/3,光效提升20%以上,且節電率提高20%-30%。如與傳統鈉燈相比,更可實現80%以上的節電率。在現場演示環節,鈉燈、傳統LED燈、石墨烯散熱大功率LED燈一經啟動,東旭光電推出的“超極燈”產品亮度明顯更亮、配光也更加均勻。據現場專業測量儀器顯示,現場測試的三款路燈的功率分別為125W、45W和31W,車燈的功率則分別為177W、36W和21W,即東旭光電的“超極燈”在功率遠低于其他兩款燈的前提下,取得了更好的光效。
石墨烯在照明領域應用方面的技術開發還處于增長階段,且國外公司的領先優勢并不明顯,國內企業和研發機構,加強投入,相信是有機會趕超國外技術,在未來市場中獲得一席之地。
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