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石墨烯已成為眾所周知的明星材料,其卓越的性能吸引了各種應用和行業的大量研發工作。然而,盡管石墨烯具有巨大的潛力,但是從實驗室到現實世界成熟的產品還存在這很多巨大的挑戰。想從原本熟悉的領域跨界涉足石墨烯行業,有很多問題需要向清楚。本文將介紹在考慮在任何形式的產品中使用石墨烯時應考慮的主要問題。這是我們與研究人員和從事石墨烯應用的公司的長期溝通的經驗。
1、實驗室理論與工業實踐之間有巨大落差
在理論上,石墨烯是一種不同于任何其他材料的新材料,甚至可以說它具有之前只有在科幻小說才出現的一些超強屬性。近幾十年來。科學工作者大量的實驗室工作表明,石墨烯的各種性能確實是非常驚人的,并且,使用石墨烯確實可以實現一些以前令人難以置信的事情。但是,我們必須清楚,實驗室的科學研究的特點是非常精細、不計時間和成本、使用最優的材料,但是重現性是有限的。
通過昂貴而費力的過程重現實驗室的結果絕對是一個重要的階段,對于了解使用材料的能力和潛力,創造意識至關重要,它與材料的實際商業化仍然不同。工業過程需要盡可能的低成本才能生存,生產流程必須可擴展,結果必須一致,并且必須滿足一系列其他要求。在石墨烯方面,并不是所有這些要求都已經實現,而在進行大規模商業化之前還需要做更多的工作。
當你在考慮運作與石墨烯相關的項目時,有一種不切實際的期望是一定要避免的,那就是可以很輕松使用現成的材料和工藝,剛好符合正在開發的新方案,可以實現瞬間成功的不切實際的期望,要有正確的心態。
2、切忌隨機選擇供應商或者石墨烯材料
石墨烯是一大類多功能材料的統稱,有許多不同存在形式,比如粉體、漿料、薄膜等。每種形式都有截然不同的特性和特點,例如某些形式的石墨烯可以是導電的,而有些其它形式的石墨烯則是完全絕緣的。所以,在產品里添加石墨烯的時候要根據不同的特性選擇不同形式的石墨烯原料。
石墨烯是一大類多功能材料的統稱,有許多不同存在形式,比如粉體、漿料、薄膜等。每種形式都有截然不同的特性和特點,例如某些形式的石墨烯可以是導電的,而有些其它形式的石墨烯則是完全絕緣的。所以,在產品里添加石墨烯的時候要根據不同的特性選擇不同形式的石墨烯原料。
此外,不同的石墨烯廠家采用不同的技術路線,使用不同的原材料,所以生產的石墨烯性質、質量的差別也非常大。
鑒于石墨烯材料的概念一個很寬的范圍,努力規范不同類型石墨烯的定義至關重要。缺乏標準使得上述不同種類的石墨烯會產生混淆的情況,這可能對商業化進程產生非常不利影響。標準化將通過向潛在的開發商保證這些材料的性質和質量,從而加快石墨烯的應用和商業化進程。但是,在這些努力取得成果之前,在決定具體的石墨烯形式和供應商之前,至關重要的是要做一些研究,以確定最有利于正在開發的具體應用的參數。許多轉型做石墨烯的初創企業由于隨機選擇材料或供應商而失敗,這自然會導致很糟糕的結果。
3、石墨烯原材料很難保持一致性,會發生變化
不是所有的石墨烯性質都是完全相同的:即使你在進行研究之后,選擇了正確類型的石墨烯材料和合適的生產商,但是你仍然會得到不一致的石墨烯,同一廠家不同的批次之間的石墨烯不同,即使同一批次的石墨烯也會有差異。石墨烯供應商不會告訴你的是,即使你通過表征檢測有了數據,石墨烯材料往往也有不同的變化。這不是由于供應商的欺詐,而是石墨烯生產過程尚未完全完善的事實造成的。正確的解決方案是了解這一事實,并嘗試評估材料的變化,并設計可承受的變化范圍內的應對措施。
4、存儲和運輸也至關重要
存儲和運輸等這些因素常常被我們忽視,其實這些因素對于確定石墨烯項目整體的成本及可行性至關重要,在考慮在研發工作中使用石墨烯時,必須要考慮到這些因素。不同類型的石墨烯材料對儲存和運輸條件具有不同的要求。雖然石墨烯片或薄膜被放置在基板上,并且以這種方式存儲和運輸,但它們通常不太容易損壞。碎片狀的石墨烯需要決定是否以濕或干的形式處理,這將影響成本和分散的復雜性。
例如,糊料比已分散的漿料更便宜-分散體可以非常稀釋,因此比糊料重得多,使運輸成本更高。分散大量的干粉石墨烯有時是不切實際的,部分原因是許多制造商由于健康和安全問題而不允許對干燥的納米材料進行處理。人們應該意識到這些問題,決定正確的倉儲和運輸方式。
5、成本
石墨烯是由單層碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜,是一種只有一個原子層厚度的準二維材料。由于碳是自然界中普遍存在的元素,因此石墨烯未來的價格將非常適中。然而,其中有幾個原因,其中包括新興的制造方法和有限的生產量,使得目前石墨烯的價格相當高。成本將會隨著時間的推移大幅下降,但初始材料的成本仍然很高。當然,這是規劃石墨烯相關項目時需要注意的重要因素。
近年來,隨著越來越多的中小屏企加入LED顯示屏行業,涌入市場的LED顯示產品品類也越來越多,當前終端市場的競爭也逐漸呈現出白熱化狀態,再加之近來以渠道批發為代表的下游屏企又掀價格戰等等情況,讓本就承受著巨大成本壓力的眾多屏企們更感壓迫……
在這樣的趨勢之下,LED屏企想要突出重圍必須擁有持續為終端客戶創造更多價值的能力,而這取決于屏企是否擁有滿足客戶的需求產品、市場以及服務的創新力和執行力,當前的市場環境下的“客戶需求”,具體來講是更加全面的“需求”——需要的不僅僅是廠家要從產品研發(性能)、質量等方面滿足客戶需求,還包括近距離接觸市場的經銷商們其營銷方式也以要滿足客戶需求為繼,同時產品或是工程項目的售后服務等也要以客戶需求為重心。
“從客戶需求出發”做產品研發
隨著工業4.0的進程加快,中國制造業轉型升級已經迫在眉睫,LED顯示屏制造業同樣處于調整階段,各屏企對于標準化、智能化等十分敏感,尤其是對于能影響產品創新的終端客戶的需求相當重視,當前的LED顯示產品正處于專業級產品向用戶級產品轉變的過程中,而要完成這一過程,必須了解實際用戶的需求,比如他們的功能需求發生了什么變化、有沒有新的需求,盡管有時只是少數用戶的需求,都可能促使一件契合市場剛需的產品的誕生。
正如“客戶的需求是整體的,但是滿足需求的行業是分散的”,尤其是工藝復雜的LED顯示屏制造業,從上游元器件、中游封裝到下游終端屏企再到周邊配套產品,甚至是一些相關設備研發等等,都可以從“客戶需求出發”做產品研發創新,從而影響整個產品的創新。
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