石墨烯旗艦項目：八大商業(yè)應(yīng)用成功案例

石墨烯旗艦項目在過去10年中，工業(yè)合作伙伴的比例從2013年的30%增加到2022年的47%。以下是八個將石墨烯提升到新水平的項目簡介。

石墨烯水過濾器

意大利的Medica SpA公司生產(chǎn)緊湊型水過濾器，利用兩種材料的優(yōu)勢：中空纖維膜去除微生物污染物(即細菌、病毒、內(nèi)毒素)和氧化石墨烯去除水中新出現(xiàn)的污染物(即藥物、抗生素、農(nóng)藥、重金屬和個人護理副產(chǎn)品)。

“我們于2015年與來自博洛尼亞石墨烯旗艦合作伙伴國家研究委員會 (CNR) 的研究人員測試了第一個石墨烯過濾器。盡管這個過濾器只工作了一小時，但我們看到了潛力。由于其高接觸表面以及與許多不同化學物質(zhì)的化學親和力，該過濾器可以捕獲水中的污染物?！盡edica研究實驗室經(jīng)理兼 Spearhead Project Graphil 負責人 Letizia Bocchi?說道。

彌合石墨烯質(zhì)量和加工性能之間的差距

Sixonia Tech GmbH 的專有技術(shù)是一種電化學剝離方法，從石墨中提取少量石墨烯，并同時用所需的化學基團進行功能化。Sixonia 是從德國德累斯頓工業(yè)大學剝離出來的，自2017年推出以來，營業(yè)額每年都持續(xù)翻倍。

“石墨烯面臨的主要挑戰(zhàn)之一是它在加工過程中會重新堆疊回石墨。Sixonia正在通過將石墨烯功能化到足以使其可加工的方式來解決這個問題，同時保留石墨烯的特性，例如導(dǎo)電性?！盨ixonia 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Martin Lohe 說道。

改善光通信，提高數(shù)據(jù)傳輸速度

CamGraPhiC公司旨在推動5G和邊緣計算等多個領(lǐng)域的光通信，以支持光通信、先進傳感器、人工智能、量子光子學和空間應(yīng)用等。CamGraPhiC目前正在開發(fā)第一批構(gòu)建模塊，以展示石墨烯集成光子學的功能。他們的目標是成為市場上第一個提供每秒 1600 吉比特的產(chǎn)品。

“下一代組件的重要要求是高速度、小尺寸、低成本、低功耗和靈活性。CamGraPhiC 正在開發(fā)石墨烯集成光子學，以滿足所有這些要求。”CamGraPhiC 的首席技術(shù)官 Alessio Pirastu 說道。

在惡劣天氣條件下實現(xiàn)更安全的駕駛

西班牙的Qurv Technologies公司正在開發(fā)新型傳感器，以前所未有的性能、可靠性和功能水平解鎖計算機視覺應(yīng)用。Qurv 的技術(shù)可捕獲紫外線、可見光和紅外線光子，并基于與 CMOS 電路集成的石墨烯像素堆棧。

“我們的技術(shù)為不同的市場帶來了好處，目標市場之一是汽車市場。在石墨烯旗艦項目 AUTOVISION 中，我們探索了基于石墨烯的廣譜圖像傳感器的潛力，使自動駕駛汽車在不利條件下能夠看得更清楚?！盦urv 的首席技術(shù)官、AUTOVISION 負責人 Stijn Goossens ?說道。

將石墨烯集成到晶圓廠生產(chǎn)線流程中

德國的Aixtron 公司在沉積系統(tǒng)領(lǐng)域擁有 35 年的經(jīng)驗。該公司積極參與多個石墨烯旗艦工作包、先鋒項目和 2D 實驗中試線 (?2D-EPL)，致力于生長和轉(zhuǎn)移工具。近日，Aixtron 和 Aixtron SE 都參與幫助 2D-EPL 改進和擴大石墨烯和其他層狀材料的生產(chǎn)，包括這些材料的生長和隨后轉(zhuǎn)移到目標晶圓上。

劍橋 Aixtron 有限公司的開發(fā)工程師兼項目負責人 John Walker 表示：“我們的目標是提供工具來生產(chǎn) 300 毫米晶圓級的高質(zhì)量石墨烯，并制定新的策略，使其能夠集成到現(xiàn)有的晶圓廠生產(chǎn)線工藝中?！?/p>

改變癌癥診斷

劍橋拉曼成像公司(CRI)正在開發(fā)一種以可承受的成本快速診斷癌癥的技術(shù)。該儀器使用相干拉曼（一種通過分子振動方式區(qū)分分子的顯微鏡技術(shù)）來測量未染色組織活檢的分子組成。這是快速拉曼成像首次應(yīng)用于臨床領(lǐng)域。然后將拉曼測量結(jié)果直接輸入人工智能程序，該程序可區(qū)分健康組織和腫瘤組織并提供腫瘤亞型分類。

“我們的目標是開發(fā)一種醫(yī)療設(shè)備，能夠自動分析未染色的組織，以高于 98% 的準確度區(qū)分正常組織和腫瘤組織，并以高于 90% 的準確度區(qū)分和分級組織學亞型。我們的儀器將提供與現(xiàn)有臨床方案相當?shù)臏蚀_性，但速度更快、更客觀?！盋RI 首席執(zhí)行官兼首席技術(shù)官 Matteo Negro 說道。

使用金屬-石墨烯復(fù)合材料去除斷路器上的油脂

由瑞典-瑞士跨國公司 ABB 領(lǐng)導(dǎo)的石墨烯旗艦斷路器項目研究了使用金屬-石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)免維護低壓斷路器-連接到配電網(wǎng)的設(shè)備，可在故障期間打開和關(guān)閉電路。

“今天，我們正處于一個階段，我們對石墨烯作為機械潤滑材料非常有信心。這就是為什么我們擴大了我們的意圖，我們的目標是提高技術(shù)準備水平并實現(xiàn)成功的應(yīng)用?！盇BB 研究團隊經(jīng)理 Santanu Singha 說道。

用于傷口監(jiān)測、病原體檢測等的石墨烯傳感器

COVID-19 快速檢測技術(shù) TestNTrace 贏得了著名的拉斯維加斯CES 2022 創(chuàng)新獎。它為 COVID-19 開發(fā)，但可以適應(yīng)其他應(yīng)用。

“TestNTrace 在三分鐘或更短的時間內(nèi)顯示結(jié)果。它利用了每部智能手機中已經(jīng)存在的非接觸式通信技術(shù)。收集的數(shù)據(jù)符合 GDPR要求。”Grapheal 的首席執(zhí)行官 Vincent Bouchiat 說道。

此前，Grapheal開發(fā)了智能膏藥?WoundLAB：pH 傳感器，無需打開繃帶即可監(jiān)測傷口的演變。臨床前研究表明它具有生物相容性，并且不會影響傷口，因此該團隊將在糖尿病患者中啟動首次臨床試驗試點研究。