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行业研究:关注石墨烯行业的市场应用前景

  【典型事件】据《中国证券网》信息显示:7月22日,全球第一台使用石墨烯作为车身材料的汽车在曼彻斯特亮相!这辆汽车是由利物浦的Briggs汽车公司制造的。Briggs汽车公司在其品牌产品BAC MONO单座跑车的车身中使用了石墨烯材料,这种材料强度是钢的200倍,被誉为未来最有潜力的技术之一。我们研究认为,此事件具有积极的行业意义,其对于新材料领域的应用发展具有推动作用。近年来,石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜,人们发现,石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍、百倍的强度和极好的透光性,它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。

  【石墨烯定义与发展】石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈盖姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫,成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯既是最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。另外,石墨烯几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光。另一方面,它非常致密,即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料,如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

  【产业应用】作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

  石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义,它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可以通过实验来验证,例如电子无视障碍、实现幽灵一般的穿越。但更令人感兴趣的,是它那许多“极端”性质的物理性质。

  因为只有一层原子,电子的运动被限制在一个平面上,石墨烯也有着全新的电学属性。石墨烯是世界上导电性最好的材料,电子在其中的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。

  在塑料里掺入百分之一的石墨烯,就能使塑料具备良好的导电性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗热性能提高30摄氏度。在此基础上可以研制出薄、轻、拉伸性好和超强韧新型材料,用于制造汽车、飞机和卫星

  随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天新能源电池领域。

  移动通讯领域:消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔,作为基础材料的石墨烯前景也被看好。有数据显示2013年全球对手机触摸屏的需求量大概在9.65亿片。到2015年,平板电脑对大尺寸触摸屏的需求也将达到2.3亿片,为石墨烯的应用提供了广阔的市场。韩国三星公司的研究人员也已制造出由多层石墨烯等材料组成的透明可弯曲显示屏,相信大规模商用指日可待。

  中国电信在广州举办的2016天翼智能终端交易博览会上,罗马仕展出了一款石墨烯充电宝,10分钟可充满6000mAh,号称要“开辟能源存储新纪元”。

  新能源电池领域:这也是石墨烯最早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米图层的柔性光伏电池板,可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本,这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外,石墨烯超级电池的成功研发,也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题,极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯新能源电池行业的应用铺就了道路。

  航天军工领域:由于高导电性、高强度、超轻薄等特性,石墨烯航天军工领域的应用优势也是极为突出的。前不久美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器,就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。

  如果说应用领域前期主要集中于上述领域的话,那么7月22日,全球第一台使用石墨烯作为车身材料的汽车在曼彻斯特亮相则拓展了其应用空间。这辆汽车是由利物浦的Briggs汽车公司制造的。Briggs汽车公司在其品牌产品BAC MONO单座跑车的车身中使用了石墨烯材料,这种材料强度是钢的200倍,被誉为未来最有潜力的技术之一。

  由此可见,石墨烯应用领域将随着科技进步与发展而不断拓展其空间。

  【目前具有相关领域概念的A股公司】我们通过研究发现,目前A股公司中具有石墨烯概念或产业链的公司将近40家左右,但从投资角度来看,能够在产业发展与应用中脱颖而出的毕竟是较为有限。新三板挂牌公司中与石墨烯领域相关的公司有4家较为典型,分别为二维碳素(833608)、第六元素(831190)、兆鋆新材(831041)和圣泉集团(830881),但从经营业绩来看,均不理想,这主要是与石墨烯产业研发投入或竞争性应用密切相关。

  表1:A股市场中具有石墨烯概念的相关公司

  注:和信投顾依据上市公司公开年报资料等整理

  【结论】研究认为,石墨烯作为新材料领域内的重要组成部分,其产业发展前景看好,但由于其各家公司技术实力与经营方向不同,其产业内公司将体现较明显的优胜劣汰机制,其经营业绩与估值方面将出现不同的风险或机会。作为主题性投资而言,投资者可密切观察产业发展动向及时点科技成果的出现,以把握其品种的结构性机会。

  【风险提示】部分公司经营业绩较差,部分公司业绩低于预期的风险,行业投入、技术发展与市场竞争性风险等。

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