硼墨烯材料又稱硼單層,是硼的晶體原子單層,是一種具有各向異性晶格的新型二維材料。硼是與碳最近鄰的輕質半導體材料,具有高熔點、低密度、高楊氏模量、化學穩定性高等特點。
硼墨烯材料是Xene家族的一員,不同于其他二維材料,硼墨烯材料具有獨特的鍵合結構,導致了不同晶相的形成,包括金屬β12、X3相、半導體α相(>2eV)等,不同晶相的硼墨烯材料具有不同的物理和化學性質。硼墨烯與石墨烯類似,具有六角蜂窩狀結構,但在原子排列、電子性質方面與石墨烯有顯著差異
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年硼墨烯材料(硼單層)行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,硼墨烯材料具有高電子遷移率、導熱性好、楊氏模量優異、極端表面敏感等特點,在催化、電子冷卻、腦機接口(BMI)、超快電子芯片、可穿戴設備、化學/生物分子傳感、能量存儲、量子計算等眾多領域擁有應用潛力。
硼墨烯材料主要由人工合成,目前現有合成技術如原子層沉積(ALD)、分子束外延(MBE)、化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、改進Hummer法、微機械剝落法、低溫剝離法等仍存在成本高、層不均勻、可擴展性差等問題,限制了硼墨烯材料的生產和應用。
硼墨烯材料是前沿新材料之一,加快布局前沿新材料是我國的重大戰略之一,近年來,我國發布了《精細化工產業創新發展實施方案(2024-2027年)》、《關于推動未來產業創新發展的實施意見》、《“十四五”原材料工業發展規劃》、《新材料中試平臺建設指南(2024-2027年)》等政策,為硼墨烯材料等前沿新材料研發提供了良好的外部環境。
我國硼墨烯材料相關科研院所及企業包括清華大學、廈門大學、深圳大學、中科院深圳先進技術研究院、江南紅箭、長春鵬耀科技有限公司等。近年來,隨著研究深入,研究人員已實現在不同襯底上可控合成單層硼墨烯,包括Ag襯底、Au襯底、Cu襯底、Ni襯底等。
新思界
行業分析人士表示,硼墨烯材料是前沿新材料之一,結構獨特、性能優異,在材料科學領域備受關注。近年來,隨著研究深入,硼墨烯合成技術、性能在不斷優化,在電子、能源等領域的應用潛力進一步釋放。目前硼墨烯材料研究和應用仍處于初級階段,但長期來看,對比石墨烯,硼墨烯材料擁有廣闊的市場空間。
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