中國儲能網(wǎng)訊：2014年2月初，歐盟未來新興技術(shù)(FET)石墨烯旗艦計劃發(fā)布了首份招標公告和科技路線圖，介紹了擬資助的研究課題和支持課題，以及根據(jù)領域劃分的工作任務，每項課題都涉及多項工作任務。根據(jù)路線圖，石墨烯旗艦計劃將分初始階段和穩(wěn)定階段兩部分進行。初始階段：2013年10月1日—2016年3月31日，共資助5400萬歐元(6102萬美元);穩(wěn)定階段：2016年4月開始，預計每年資助5000萬歐元(5650萬美元)。
該科技路線圖的核心內(nèi)容是提出了13個重點研發(fā)領域：
1. 標準化
為了擴大石墨烯及相關材料(GRM)的產(chǎn)品市場，對GRM材料的技術(shù)評估和分類進行標準化是必要的。GRM通常具備多種功能描述方式，需要強制定義的標準程序來衡量他們的屬性，以確保材料在不同的應用市場中質(zhì)量的一致性和可重復性。
2. 化學傳感器、生物傳感器與生物界面
石墨烯及相關材料對分子間相互作用非常敏感，是制造化學傳感器的理想材料，理論上可以實現(xiàn)單分子檢測，更進一步還能開發(fā)用于生物系統(tǒng)的界面?zhèn)鞲衅?。新興傳感技術(shù)與生物學的融合能實現(xiàn)亞細胞分辨率的細胞表面動力學研究，并制造出新型器件。該課題旨在研究與開發(fā)基于GRM的醫(yī)用新技術(shù)。
3. 薄膜技術(shù)：從納米流體到納米諧振器
薄膜是很多應用和工業(yè)工藝的核心，如海水淡化和水過濾、化學分析、能源獲取、高頻電子產(chǎn)品。石墨烯具有高力學強度，有作為最終薄膜的獨特潛力。石墨烯膜對小型電子信號非常敏感，非常適合應用在納米電機械系統(tǒng)(NEMS)，也被用作支持投射電鏡成像和生物傳感器等。
4. 面向能源應用的催化劑
綠色能源的一個主要挑戰(zhàn)是確保實現(xiàn)能源的持續(xù)可用性或者是能源系統(tǒng)的壽命與目標應用一致，如電動車，智能手機等。這兩個問題通常需要不同的儲能/生產(chǎn)解決方案與電化學設備的關鍵部件結(jié)合。這些關鍵部件包括電池、燃料電池和超級電容器。其中的一些電化學的組件或質(zhì)子交換膜燃料電池需要大量的稀缺和昂貴的鉑(Pt)催化劑，強烈影響其進入市場。摻雜少量石墨烯可以促進催化作用，從而延長電源設備壽命。
石墨烯電池
5. 面向復合材料和能源應用的功能材料
納米材料可以為增加當前設備的能量轉(zhuǎn)換效率提供一個可行的策略。石墨烯由于其電子(即高載流子遷移率)和力學性能可以提供更好的網(wǎng)絡，承受充放電過程中很大的體積變化，維持有效的電子收集和運輸。
6. 面向高性能、輕質(zhì)技術(shù)應用的功能涂層和界面
石墨烯及相關材料由于其原子厚度，是修改/完善的涂料性能的一個理想方案。石墨烯優(yōu)良的力學、熱、電性能有利于提升高性能涂料的穩(wěn)定性，防止嚴酷的環(huán)境下的電磁損害。
7. GRM與半導體器件的集成
GRM與傳統(tǒng)的基于硅、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、磷化銦(InP)的半導體器件的集成，可以提升混合系統(tǒng)的性能。該課題旨在針對GRM膜的轉(zhuǎn)移與鍵合開發(fā)一種產(chǎn)業(yè)級的可擴展方法，從而實現(xiàn)GRM在半導體平臺上的后端集成。相關提案須關注GRM的轉(zhuǎn)移與鍵合，以及GRM與半導體器件間界面的設計。結(jié)合了GRM和半導體材料兩者功能的混合系統(tǒng)應作為工作集成器件發(fā)揮其潛能。
基于氮化鎵的單片微波集成電路
8. 新的層狀材料和異質(zhì)結(jié)構(gòu)
面向功能電子和光電、能帶結(jié)構(gòu)材料的應用，需要改性的石墨烯，或石墨烯與其他半導體設備的結(jié)合。
9. 面向射頻應用的無源組件
該課題旨在開發(fā)與測試天線、電子互連、熱擴散層、過濾器和微機電系統(tǒng)等無源組件在高頻電子領域的不同應用。該課題還關注包括可用開關控制的屏障、自混合天線與光學透明器件在內(nèi)的新型微波天線與器件。
10. 硅光子學的集成
該課題旨在面向下一代計算與通信系統(tǒng)，開發(fā)集成GRM與硅波導和無源光路的方法，特別是可使現(xiàn)有的類CMOS硅制造基礎設施在未來實現(xiàn)晶片規(guī)模集成的可擴展方案。
美國IBM公司的硅納米光子學芯片
11.石墨烯、相關二維晶體和雜化系統(tǒng)的原型研究
12.更新石墨烯、相關二維晶體和雜化系統(tǒng)的科技路線圖
13.開放性課題。
(本文由空天防務觀察授權(quán)發(fā)表，作者：航空工業(yè)發(fā)展研究中心，胡燕萍)
