石墨烯旗舰项目：八大商业应用成功案例

石墨烯旗舰项目在过去10年中，工业合作伙伴的比例从2013年的30%增加到2022年的47%。以下是八个将石墨烯提升到新水平的项目简介。

石墨烯水过滤器

意大利的Medica SpA公司生产紧凑型水过滤器，利用两种材料的优势：中空纤维膜去除微生物污染物(即细菌、病毒、内毒素)和氧化石墨烯去除水中新出现的污染物(即药物、抗生素、农药、重金属和个人护理副产品)。

“我们于2015年与来自博洛尼亚石墨烯旗舰合作伙伴国家研究委员会 (CNR) 的研究人员测试了第一个石墨烯过滤器。尽管这个过滤器只工作了一小时，但我们看到了潜力。由于其高接触表面以及与许多不同化学物质的化学亲和力，该过滤器可以捕获水中的污染物。”Medica研究实验室经理兼 Spearhead Project Graphil 负责人 Letizia Bocchi 说道。

弥合石墨烯质量和加工性能之间的差距

Sixonia Tech GmbH 的专有技术是一种电化学剥离方法，从石墨中提取少量石墨烯，并同时用所需的化学基团进行功能化。Sixonia 是从德国德累斯顿工业大学剥离出来的，自2017年推出以来，营业额每年都持续翻倍。

“石墨烯面临的主要挑战之一是它在加工过程中会重新堆叠回石墨。Sixonia正在通过将石墨烯功能化到足以使其可加工的方式来解决这个问题，同时保留石墨烯的特性，例如导电性。”Sixonia 联合创始人兼首席执行官 Martin Lohe 说道。

改善光通信，提高数据传输速度

CamGraPhiC公司旨在推动5G和边缘计算等多个领域的光通信，以支持光通信、先进传感器、人工智能、量子光子学和空间应用等。CamGraPhiC目前正在开发第一批构建模块，以展示石墨烯集成光子学的功能。他们的目标是成为市场上第一个提供每秒 1600 吉比特的产品。

“下一代组件的重要要求是高速度、小尺寸、低成本、低功耗和灵活性。CamGraPhiC 正在开发石墨烯集成光子学，以满足所有这些要求。”CamGraPhiC 的首席技术官 Alessio Pirastu 说道。

在恶劣天气条件下实现更安全的驾驶

西班牙的Qurv Technologies公司正在开发新型传感器，以前所未有的性能、可靠性和功能水平解锁计算机视觉应用。Qurv 的技术可捕获紫外线、可见光和红外线光子，并基于与 CMOS 电路集成的石墨烯像素堆栈。

“我们的技术为不同的市场带来了好处，目标市场之一是汽车市场。在石墨烯旗舰项目 AUTOVISION 中，我们探索了基于石墨烯的广谱图像传感器的潜力，使自动驾驶汽车在不利条件下能够看得更清楚。”Qurv 的首席技术官、AUTOVISION 负责人 Stijn Goossens  说道。

将石墨烯集成到晶圆厂生产线流程中

德国的Aixtron 公司在沉积系统领域拥有 35 年的经验。该公司积极参与多个石墨烯旗舰工作包、先锋项目和 2D 实验中试线 ( 2D-EPL)，致力于生长和转移工具。近日，Aixtron 和 Aixtron SE 都参与帮助 2D-EPL 改进和扩大石墨烯和其他层状材料的生产，包括这些材料的生长和随后转移到目标晶圆上。

剑桥 Aixtron 有限公司的开发工程师兼项目负责人 John Walker 表示：“我们的目标是提供工具来生产 300 毫米晶圆级的高质量石墨烯，并制定新的策略，使其能够集成到现有的晶圆厂生产线工艺中。”

改变癌症诊断

剑桥拉曼成像公司(CRI)正在开发一种以可承受的成本快速诊断癌症的技术。该仪器使用相干拉曼（一种通过分子振动方式区分分子的显微镜技术）来测量未染色组织活检的分子组成。这是快速拉曼成像首次应用于临床领域。然后将拉曼测量结果直接输入人工智能程序，该程序可区分健康组织和肿瘤组织并提供肿瘤亚型分类。

“我们的目标是开发一种医疗设备，能够自动分析未染色的组织，以高于 98% 的准确度区分正常组织和肿瘤组织，并以高于 90% 的准确度区分和分级组织学亚型。我们的仪器将提供与现有临床方案相当的准确性，但速度更快、更客观。”CRI 首席执行官兼首席技术官 Matteo Negro 说道。

使用金属-石墨烯复合材料去除断路器上的油脂

由瑞典-瑞士跨国公司 ABB 领导的石墨烯旗舰断路器项目研究了使用金属-石墨烯复合材料生产免维护低压断路器-连接到配电网的设备，可在故障期间打开和关闭电路。

“今天，我们正处于一个阶段，我们对石墨烯作为机械润滑材料非常有信心。这就是为什么我们扩大了我们的意图，我们的目标是提高技术准备水平并实现成功的应用。”ABB 研究团队经理 Santanu Singha 说道。

用于伤口监测、病原体检测等的石墨烯传感器

COVID-19 快速检测技术 TestNTrace 赢得了著名的拉斯维加斯CES 2022 创新奖。它为 COVID-19 开发，但可以适应其他应用。

“TestNTrace 在三分钟或更短的时间内显示结果。它利用了每部智能手机中已经存在的非接触式通信技术。收集的数据符合 GDPR要求。”Grapheal 的首席执行官 Vincent Bouchiat 说道。

此前，Grapheal开发了智能膏药 WoundLAB：pH 传感器，无需打开绷带即可监测伤口的演变。临床前研究表明它具有生物相容性，并且不会影响伤口，因此该团队将在糖尿病患者中启动首次临床试验试点研究。