歐盟石墨烯旗艦計劃最新成果進展

　　“這是一張音樂會的平面海報，你若用手擊打上面印刷的架子鼓，即會發出鼓聲，如同在演奏真的架子鼓。而這是采用石墨烯油墨印刷技術制成的。”英國劍橋大學石墨烯中心主任安德烈·法拉利教授日前在意大利熱那亞會議中心舉辦的第六屆石墨烯會議上，分享歐盟“石墨烯旗艦計劃”的最新成果時這樣表示。

　　“哇喔，太神奇了！石墨烯技術真是令人腦洞大開！”臺下觀眾聽著他的講述不斷發出贊嘆……

　　這只是歐盟“石墨烯旗艦計劃”成果展示的一幕，那么該計劃如何推動石墨烯技術發展？最近又有哪些顛覆性突破呢？這些問題更耐人尋味。

　　石墨烯與“腦計劃”同受重視

　　石墨烯又稱單層墨，僅由一層碳原子組成，2004年由英國科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫從石墨制備而成。

　　從長期看，集多種優異性能于一體的石墨烯，同鋼鐵、塑料一樣重要，大有代替硅成為信息技術基礎材料之勢。此外，它還能在能源、交通、航空航天、柔性電子和醫療保健領域發揮重要作用，極大推動相關產業的快速發展和升級換代，有望催生千億元的產業規模，市場前景巨大。

　　為了掌握這一主導未來高科技競爭的戰略材料，各國政府紛紛布局石墨烯發展。2013年1月，歐盟將石墨烯和“腦計劃”列入首批“未來和新興旗艦技術項目”。該項目總投資10億歐元，運行時間10年，主要目的是將石墨烯和相關層狀材料從實驗室帶入社會，促進經濟增長，創造就業機會，為歐洲產業界帶來一場革命性變革。

　　2014年2月初，歐盟未來新興技術（FET）“石墨烯旗艦計劃”發布了首份招標公告和石墨烯各應用領域的科技路線圖，主攻方向涉及13個重點領域，包括標準化、生物傳感器與生物界面、薄膜技術、面向能源應用的催化劑、與半導體器件集成、新的層狀材料和異質結構、硅光子學集成、石墨烯和相關二維晶體和雜化系統原型研究等。

　　做現有技術不能實現的應用

　　“我們現在要做的是一些新東西，即現有技術所不能夠實現的一些應用，如石墨烯導電油墨、有彈性且可彎曲顯示屏等。”法拉利指出。

　　2011年，他們研發出第一個石墨烯導電油墨，可在幾乎所有的介質表面進行印刷。現在有了大規模的印刷設備，可以選擇不同質地的材質印刷，而且還有了很多種類的石墨烯電子油墨。印刷效果不僅顏色鮮艷，其上還可布置電子及上千個可折疊的柔性微晶體管。

　　法拉利用圖片展示了一個彎曲、輕薄的顯示屏，并介紹說，這是FlexEnable公司與石墨烯旗艦項目研究人員一起發明的世界上第一個柔性顯示屏，能夠以相同能耗達到常規LCD屏的分辨率，同時增加了柔韌性，其晶體管幾乎可以纏繞于任何物體。它的上面還增加了很薄的柔性指紋傳感器，像素背板采用的是石墨烯材料，與電泳成像膠片結合起來就能得到一個低功率、耐用的顯示器，可以適用于多種不同環境。

　　這些成果不過是“石墨烯旗艦計劃”在“第七框架計劃（FP7）”下的過渡階段，即2013年10月1日至2016年3月31日收官之作的八大亮點之一，還有更加引入注目的成果，如將未經處理的石墨烯與神經元連接后用于生物醫學領域；把傳感器膜換成石墨烯膜可使傳感器尺寸減小，極大提高靈敏度和壽命；開發納米石墨烯用于無摩擦涂層；采用廚房攪拌機法大規模制備石墨烯；用石墨烯極大提高光纖數據傳輸量；將石墨烯用于可充電的高效電池和研發石墨烯皮劃艇等。

　　合作研究的力量非同凡響

　　目前，“石墨烯旗艦計劃”是歐洲最大的研究項目，合作方包括來自23個國家的142個機構。其中參與最多的是意大利和德國的機構，各自均有23個機構，其次是西班牙（18個）、英國（17個）和法國（13個）。

　　當初，這一計劃的愿景是讓歐洲范圍內的科學家和工程師相互合作，在路線圖的指導下，朝實現統一目標的方向努力，通過這項顛覆性技術，在多個方面改變人類社會的面貌。

　　如今，最新成果已顯現出合作研究的不同凡響。芬蘭VTT技術研究中心有限公司的亨瑞克·桑德伯格博士評價道，這些成果體現出了合作的力量。例如，“柔性電子”工作組聯合材料專家、復合材料生產商及系統集成商，共同開發出柔性展示品和原型件。這些顯示器將對可穿戴設備和物聯網等新興領域產生潛在影響。

　　4月底，歐盟“石墨烯旗艦計劃”官網稱，這一計劃將步入“地平線2020”時代，開啟為期兩年的第一批核心項目階段。其工作領域將拓展到20個，增加了能源再生、功能泡沫和涂層、生物醫療應用和晶片尺寸系統集成領域。為提高效率，緊密合作，這一計劃的管理體系也將得到加強，以與項目的擴展相匹配。

　　不久的將來，歐盟“石墨烯旗艦計劃”這一富有遠見的國際合作項目，在解決石墨烯相關層狀材料及其混合體系的挑戰方面有望帶來更多突破。讓我們拭目以待吧！