石墨烯可穿戴傳感器研究進展黃濤、何朋、丁古巧石墨烯材料與應用聯(lián)合實驗室中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所上海烯望材料科技有限公司前言2016年初，可穿戴設備在一輪行業(yè)炒作中達到了頂峰，圍繞著幾種產(chǎn)品類型（智能手表、新型可穿戴醫(yī)療器械以及早期的虛擬現(xiàn)實應用等）打造了一個數(shù)十億美元的新產(chǎn)業(yè)。根據(jù)中國科學院文獻情報中心和投中研究院最新公布的《2018可穿戴傳感器產(chǎn)業(yè)技術報告》顯示，自2016年以來，全球可穿戴設備出貨量與營收規(guī)模約以13%的年增長率保持平穩(wěn)增長，到2020年，其營收規(guī)模將會接近450億美元/年。圖1.全球可穿戴設備出貨量（來源：電子發(fā)燒友網(wǎng)）隨著眾多可穿戴產(chǎn)品技術不斷升級，該市場逐漸被附加值最大的可穿戴產(chǎn)品占據(jù)，目前最具價值的應用領域主要為：虛擬/增強/混合現(xiàn)實（VR/AR/MR）設備，依賴于攝像頭、慣性測量單元、深度傳感、力/壓力傳感器等一系列傳感器，使用戶能夠與應用內容和環(huán)境進行交互；可穿戴醫(yī)療器械，直接監(jiān)測人體健康信息并與之交互。這兩種產(chǎn)品將會在人們未來生活中成為不可或缺的一部分，正如現(xiàn)如今的智能手機一樣。而無論是虛擬增強還是可穿戴醫(yī)療器械，都離不開最基本的核心器件-傳感器。不同的傳感器為設備提供大量豐富的數(shù)據(jù)，將其所需要的信息指標顯示出來?？梢哉f，可穿戴設備市場增長的關鍵之一就是傳感器市場。不同的可穿戴產(chǎn)品面向的用戶不同，使用目的不同，內置的傳感器也不盡相同。根...
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石墨烯復合聚氨酯泡沫應用研究進展李久榮 周建 丁古巧上海烯望材料科技有限公司1． 前言介紹聚氨酯產(chǎn)品分為硬泡、軟泡、涂料、彈性體、粘合劑和密封劑，廣泛應用于建筑、室內、包裝、電子、電器、家具、汽車和鞋類等領域。由于中國、印度和印度尼西亞等亞太新興經(jīng)濟體的城市人口不斷增長，汽車、建筑和電子行業(yè)對輕型、耐用聚氨酯產(chǎn)品的需求不斷增長，預計在未來一段時間內將推動聚氨酯整體市場的增長。圖1是美國網(wǎng)站對全球聚氨酯的發(fā)展及趨勢預測：2018年全球聚氨酯市場規(guī)模約為655億美元，從2014年到2025年，聚氨酯的產(chǎn)量逐年增加，在預測期間的復合年增長率為7.0%[1]。聚氨酯應用形態(tài)中聚氨酯泡沫（PUFs）是其中最重要的一類產(chǎn)品，占比近67%[2]。近年來，由于環(huán)保及能源的壓力，對聚氨酯發(fā)泡材料提出更高的要求，既要實現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化又要實現(xiàn)高性能。為了改善和增強PUFs材料的物理性能，繼而增強實際應用效能，如圖2所示，在PUFs中填充石墨、石墨烯、炭黑、碳納米管、納米粘土和無機納米粒以生產(chǎn)功能性復合材料，在航天航空、汽車雷達吸收、電磁干擾屏蔽、吸油劑、傳感器、防火、形狀記憶、生物醫(yī)學材料等方面有著廣泛的應用[3,4]。但聚氨酯泡沫材料本身普遍存在物理性能差、耐熱性差及復合材料存在填料用量多效果差等問題，很難實現(xiàn)材料的輕量化，已成為該領域發(fā)展的瓶頸。 圖1. 聚氨酯發(fā)展趨勢2014-2025&...
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如何加速新材料的商業(yè)化進程上海烯望材料科技有限公司 顧高逸、丁古巧編者按： 材料是人類一切社會經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的基礎。人類文明的石器時代、 銅器時代、 鐵器時代和硅時代的遞進可以看到人類對材料認知和開發(fā)的重要性。回溯工業(yè)革命歷程可以發(fā)現(xiàn)每一次產(chǎn)業(yè)升級都伴隨著材料的創(chuàng)新與進步，如上圖所示。為了持續(xù)的科技進步，為了超越硅時代的摩爾定律，人類已經(jīng)由 “硅時代” 邁向 “碳時代”。石墨烯、超導材料、 納米材料等或將成為碳時代的關鍵材料。2015年10月23日，習近平主席參觀曼徹斯特大學國家石墨烯研究院時指出“在當前新一輪產(chǎn)業(yè)升級和科技革命大背景下，新材料產(chǎn)業(yè)必將成為未來高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石和先導，對全球經(jīng)濟、科技、環(huán)境等各個領域發(fā)展產(chǎn)生深刻影響。中國是石墨資源大國，也是石墨烯研究和應用開發(fā)最活躍的國家之一”（新華網(wǎng)）。2020年中國的石墨烯先行者們看到了突破的曙光，石墨烯在手機散熱、改性纖維、大健康、防腐和潤滑等領域不斷取得小范圍成功應用。距2004年發(fā)現(xiàn)石墨烯已經(jīng)過去15年，即使從2010年諾貝爾獎的轟動效應算起也已過去了10年，產(chǎn)業(yè)界應當認真思考中國石墨烯發(fā)展的來龍去脈、前因后果、經(jīng)驗教訓，更重要的是相關企業(yè)家和核心研發(fā)人員要思考新材料或先進材料自身的發(fā)展規(guī)律，深刻理解新材料發(fā)展所必須經(jīng)歷的過程。新材料研發(fā)和商業(yè)可以適當加速，但很難跨越式發(fā)展，如果無視其必然規(guī)律...
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石墨烯在IGBT熱管理中的應用技術進展黃濤、何朋、丁古巧石墨烯材料和應用聯(lián)合實驗室中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所上海烯望材料科技有限公司一、IGBT熱管理前言在現(xiàn)代社會，基于功率轉化器的電力電子系統(tǒng)已廣泛應用于工業(yè)、家庭控制和轉換電能。電力電子系統(tǒng)的廣泛使用為現(xiàn)代電動汽車、火車、自動化制造系統(tǒng)、發(fā)電等帶來便利和更高的能源使用效率。絕緣柵雙極晶體管(IGBT)在內的功率半導體器件以其優(yōu)異的性能、低成本、高可靠性、低重量和尺寸等特點主導著功率轉換器市場。預計IGBT市場將在2014年至2020年內蓬勃發(fā)展，到2020年全年收入在66億美元左右，在純電動與混合動力電動汽車（EV/HEV）、太陽能電池/光伏可再生能源（PV）、電機驅動（Motors）、軌道牽引（Rail）、不間斷電源（UPS）、消費類電子產(chǎn)品等部分的復合收益年增長率達到10%（圖1）。IGBT技術的快速發(fā)展體現(xiàn)在芯片功率密度的提高、芯片的運行速度越來越高以芯片封裝密度也越來越緊湊。通常，需要更復雜和體積更大的冷卻解決方案。近三十年來，IGBT技術的進步和工業(yè)應用的發(fā)展趨勢主要是由運行溫度、效率、尺寸、可靠性和成本這五個方面相互影響驅動的。如圖2所示，一方面IGBT的功率密度從最初的35 kW/cm²提高到250 kW/cm²，這得益于創(chuàng)新的組裝和互聯(lián)技術。但是相應的，由于高電壓和高電流，總散熱也在...
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