LED照明領(lǐng)域的新寵石墨烯或?qū)?shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用

獲得諾貝爾獎(jiǎng)的石墨烯近兩年成為新能源的熱門(mén)話題。而東旭光電宣布水和石墨烯產(chǎn)生電力成功點(diǎn)亮了LED燈泡，這或?qū)㈤_(kāi)啟新的能源變革。但石墨烯作為一種新材料，要真正走向市場(chǎng)，道路曲折，首要困難是受限于材料生產(chǎn)。要實(shí)現(xiàn)石墨烯商業(yè)化，需要生產(chǎn)出低成本、高品質(zhì)的石墨烯成品，但制出這種石墨烯并非易事，技術(shù)層面上還有很多挑戰(zhàn)，批量化或大尺寸生產(chǎn)都還沒(méi)能實(shí)現(xiàn)。

而在芯片、封裝、電源等關(guān)鍵環(huán)節(jié)獲得國(guó)內(nèi)外30余項(xiàng)發(fā)明和實(shí)用新型專(zhuān)利的晶泰星光電，加上專(zhuān)門(mén)從事石墨烯應(yīng)用研究，在LED領(lǐng)域擁有12項(xiàng)全球頂尖的石墨烯相關(guān)專(zhuān)利的英國(guó)石墨烯照明公司(這是石墨烯材料的發(fā)現(xiàn)者、2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、英國(guó)曼徹斯特大學(xué)安德烈·海姆(ANDREGEIM)教授在LED領(lǐng)域唯一一家以知識(shí)產(chǎn)權(quán)和資金投資、并參與研發(fā)經(jīng)營(yíng)的公司)，他們合并開(kāi)創(chuàng)了石墨烯技術(shù)及照明企業(yè)合作的先例，增加了石墨烯LED照明應(yīng)用商業(yè)化的可能性。

近日國(guó)內(nèi)LED照明企業(yè)山東晶泰星光電科技有限公司與英國(guó)石墨烯照明公司正式合并，合并后的新公司將是全球首家將石墨烯技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用在LED照明領(lǐng)域的企業(yè)。這一合并在業(yè)內(nèi)引起不少關(guān)注，石墨烯技術(shù)應(yīng)用于LED照明是否即將走向大眾視野，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)?

石墨烯是什么鬼?傳說(shuō)中的新材料之王

石墨烯，實(shí)際就是從石墨材料中剝離出來(lái)、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。它是迄今為止自然界最薄、強(qiáng)度最高的材料，可以被無(wú)限拉伸，彎曲到很大程度而不斷裂，還可抵抗很大的壓力，另外它還有著非同尋常的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。

石墨烯導(dǎo)電率高，化學(xué)結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，可以和電子元件、電子設(shè)備進(jìn)一步結(jié)合使用，以此提高其他儲(chǔ)電設(shè)備的儲(chǔ)電率。

石墨烯具有“針插不進(jìn)、水潑不進(jìn)”的“零滲透”能力，所有氣體、液體都無(wú)法滲透。還具有超強(qiáng)吸附性，可用于海水淡化、污水處理等領(lǐng)域;它又具有非常好的透光性，適合作為透明電子產(chǎn)品原料。

石墨烯之于LED照明領(lǐng)域

在LED照明領(lǐng)域，石墨烯極好的化學(xué)和物理穩(wěn)定性、優(yōu)良的導(dǎo)電性、定向的散熱效能，可有效增加LED的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，起到降低成本的作用。近兩年石墨烯在LED照明領(lǐng)域的應(yīng)用頻頻傳出捷報(bào)。

石墨烯燈泡問(wèn)世比LED燈泡壽命更長(zhǎng)更節(jié)能

去年4月，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的國(guó)家級(jí)石墨烯研究所研制出了全新的石墨烯燈泡，這種新型石墨烯燈泡仍基于LED技術(shù)研發(fā)，通過(guò)神奇的石墨烯分子大大增強(qiáng)其性能和使用壽命，而且在價(jià)格上有希望比傳統(tǒng)LED燈泡更便宜。這種創(chuàng)新技術(shù)的石墨烯燈泡為可調(diào)光燈泡，燈泡內(nèi)有燈絲形狀的LED燈，且LED燈外層會(huì)涂上石墨烯，石墨烯的導(dǎo)電能力強(qiáng)，可因此讓燈泡使用時(shí)間拉長(zhǎng)，并減少10%的能源消耗。

該研究所表示，該項(xiàng)目是2015年三月開(kāi)始的，正在抓緊展開(kāi)石墨烯燈泡的銷(xiāo)售工作，通過(guò)降低成本力圖保持這種石墨烯燈泡比傳統(tǒng)LED燈泡更便宜。

可調(diào)色石墨烯LED顏色幾乎覆蓋可見(jiàn)光光譜

去年7月，清華大學(xué)微納電子系教授任天令領(lǐng)導(dǎo)的研究小組從兩種不同形式的石墨烯中制作出了新型發(fā)光材料，第一次在基于石墨烯材料的發(fā)光系統(tǒng)中證明，僅用一個(gè)LED就可調(diào)整出不同顏色的光，幾乎覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光光譜的所有顏色。

任天令的研究小組研制的可調(diào)色石墨烯LED覆蓋了從450毫微米波長(zhǎng)的藍(lán)光到750毫微米波長(zhǎng)的紅光，但深藍(lán)色和紫羅蘭色除外。此次具有突破性的研究成果在獲得顏色保真度的同時(shí)，還能顯著減少顯示器件內(nèi)的發(fā)光單元數(shù)目，從而極大地優(yōu)化電路進(jìn)而降低功耗，有望對(duì)顯示屏、照明燈具和通訊技術(shù)產(chǎn)生革命性影響。

水+石墨烯成功點(diǎn)亮LED燈泡

今年2月，東旭光電合作方北京理工大學(xué)的曲良體教授和他的團(tuán)隊(duì)就用水和石墨烯產(chǎn)生的電力成功點(diǎn)亮了LED燈泡。

曲良體教授和他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了由氧化石墨烯制備的三維結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)具有足夠大的孔洞，可允許水分子自由通過(guò)。當(dāng)水從這種材料的頂部流淌到底部的時(shí)候，水分子將和氧化石墨烯中的含氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，分離形成氫離子;剩下的氧基團(tuán)則非均一的分布在材料中，這將產(chǎn)生足夠多的離子，從而生成電能。根據(jù)測(cè)算，這種能量轉(zhuǎn)化方式的轉(zhuǎn)化效率高達(dá)62%，在新能源領(lǐng)域具有可觀的前景。

石墨烯在LED照明領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化的前景可期

這正如英國(guó)曼徹斯特大學(xué)安德烈·海姆教授近日在接受記者采訪時(shí)提到，“從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看，石墨烯的商業(yè)化應(yīng)用僅靠一兩個(gè)國(guó)家或某幾個(gè)公司的力量是不夠的，需要通過(guò)國(guó)與國(guó)之間和不同國(guó)家公司間的國(guó)際合作來(lái)取長(zhǎng)補(bǔ)短，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，這樣才能真正加速石墨烯商業(yè)化的進(jìn)程。”