突破性进展！美日科学家研发出全球首个微型二维材料调控平台，为研究石墨烯技术提供工具【附石墨烯技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

二维材料，如石墨烯、二硫化钼等，以其独特的单层原子结构、优异的电学、热学和力学性能，近年来成为材料科学研究的热点。然而，如何有效调控这些材料的性质，特别是其层间间距和相对旋转角度，一直是制约其应用潜力释放的关键难题。传统方法往往受限于操作复杂、精度不足等问题，难以满足科学研究与工业应用的需求。

近日，美国和日本科学家开发出全球首个基于微机电系统(MEMS)的二维(2D)材料原位转角调控平台。该平台仅有指甲大小，却集成了高度精密的MEMS技术，实现了对二维材料前所未有的灵活与精确控制。目前，相关论文发表于最新一期《自然》杂志。

“MEGA2D”平台利用先进的MEMS技术，通过施加精细调控的电压，能够实现对二维材料间距和旋转角度的精确控制。这种原位调控能力，不仅使得研究人员能够实时观察并记录材料在不同状态下的性质变化，还极大地加速了新物理现象的发现和新材料的设计进程。

“MEGA2D”平台的高度灵活性和精确度，得益于其独特的结构设计和精密的制造工艺。平台内部集成了高精度的电极和机械结构，能够在纳米尺度上实现微米级甚至更小的位移和旋转控制。这种前所未有的控制能力，为探索二维材料中的新奇物理现象，如莫尔条纹、量子霍尔效应等，提供了强有力的工具。

(图片来源：摄图网)

技术价值观察

石墨烯，是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域，具有较好的额导热性、光学特性和稳定性。

石墨烯产业链的上游为石墨矿资源及生产设备;中游为石墨烯薄膜和石墨烯粉体制造;下游主要的应用以新能源、涂料、大健康、节能环保、化工新材料、电子信息等六大产业。

美国和日本科学家开发出全球首个基于微机电系统(MEMS)的二维(2D)材料原位转角调控平台，该技术处于石墨烯产业链的上游环节。

宏观市场观察

石墨烯材料可分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜

石墨烯主要分为石墨烯粉体和石墨烯薄膜，其中石墨烯粉体占据了中国石墨烯产品的绝大部分市场，且石墨烯粉体的部分应用已经实现了商用，例如锂电储能行业。而石墨烯薄膜多用于手机屏或柔性屏领域，由于技术尚未成熟，石墨烯薄膜的应用市场仍处于技术研发阶段，市场份额相对较少。

中国需要从政策、标准制定、创新平台建设等角度完善石墨烯产业的布局

通过与美国石墨烯产业的发展对比，中美石墨烯产业发展还存在一定的差距。中国可通过借鉴美国石墨烯的发展经验来完善产业的规划和布局。具体可体现在政策的支持、标准的制定和创新平台搭建等领域。

政策的完善方向主要在深入研究欧美等发达国家的发展策略来把握当前国际研究的主流方向，同时将石墨烯产业发展与国家战略相统一，制定适合中国发展的技术路径。

地方政策推动石墨烯产业集群化加速发展

目前，我国江苏作为石墨烯发展先行省份，已经形成了具有一定规模的石墨烯产业集群。随着石墨烯应用范围的不断扩大，我国山东、江苏、福建、四川等行业发达地区都有了较为明确的发展目标，其中福建、宁波和四川的规划石墨烯产业规模到达千亿级别。其他省份，如广西、河北都将打造石墨烯产业集群作为未来重点发展行业进行规划。随着地方政府的积极介入，未来石墨烯未来产业集群化发展有望加速。

中国石墨烯规模有望达到千亿

2015年到2018年，我国石墨烯产业处于高速发展期，从2019年开始石墨烯行业进入快速平稳发展期，增速有所降低，根据赛迪智库的数据，2020年国内石墨烯相关领域市场规模达140亿元。根据工信部发布的《中国制造2025重点领域技术路线图》，石墨烯是主导未来高科技竞争的超级材料，广泛应用于电子信息、新能源、航空航天以及柔性电子等领域，可极大推动相关产业的快速发展和升级换代，市场前景巨大，到2025年，整体产业规模预计突破千亿，年均复合增长率接近50%。

中国石墨烯技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前石墨烯关键技术强相关的城市集群主要集中在华东和粤港澳大湾区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于石墨烯研发，成为潜在的石墨烯技术发展中心。根据热力图的分布粤港澳大湾区有极大的可能性成为石墨烯技术的先导区域。重点关注广东省广州市天河区、广东省深圳市福田区、福建省厦门市海沧区等地的相关企业，以及这些地方对石墨烯产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国石墨烯行业深度调研与投资战略规划分析报告》

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