六方氮化硼纳米材料专利分析

　　引言

　　六方氮化硼是由 B 原子和 N 原子相互间隔排列成的六元环层状结构，每层结构稳定，但层与层之间易于剥离，这种结构特点与石墨高度相似，六方氮化硼因此常被称为白色石墨。由于六方氮化硼具备很多优异的物理化学性能，例如耐高温、摩擦系数低、导热率高等[2],在信息、生物、能源、先进制造等领域具有广泛的应用前景，因此近年来与六方氮化硼纳米材料相关的专利申请开始增长，该领域的专利争夺已经拉开了帷幕。

　　为了便于科研机构和企业更好的把握六方氮化硼纳米材料在专利领域的现状，文章将依托中国专利文摘数据库 CNABS,对六方氮化硼纳米材料的专利技术现状进行分析，为该领域的进一步发展提供参考。

　　1 六方氮化硼纳米材料专利分析
　　
　　文章采用 CNABS 数据库作为数据来源，检索时间为 2015 年 6月 20 日，以关键词为检索入口，由于专利公开相对于专利申请有一定的滞后，因此目前从数据库获得的 2014 年的数据要低于实际情况。

　　1.1 专利申请的数量分析

　　如图 1 所示，2012 年之前该领域的申请量一直维持在很低的水平，年均申请量不到 2 件，该阶段人们对六方氮化硼的认知还停留在传统的层面上，并没有普遍认识到六方氮化硼纳米材料巨大的价值。随着纳米技术的迅速发展，加之石墨烯的发现者 AK Geim 和KS Novoselov 于 2010 年获得诺贝尔奖，碳纳米材料的热潮带动了人们对六方氮化硼纳米材料的研究，国内的一些研究团队开始将注意力集中到六方氮化硼上，关于六方氮化硼纳米粉体、纳米片、纳米管等纳米材料的专利申请逐渐增多，从 2012 年起，该领域的申请量迅速增长到每年 10 件以上，六方氮化硼纳米材料的相关研究进入。
　　
　　1.2 国内专利申请的申请人分析

　　经统计，目前我国在该领域的申请人以高校/科研院所为主，申请量占到该领域申请总量的 81.0%,而企业的申请量次之，占13.8%,个人申请仅占 5.2%.由此可见，目前该领域的研发主要还是依靠高校/科研院所，企业尚未广泛的参与到该领域的研究中。出现这种现象，一方面与我国整体的科研环境有关，高校和科研院所在研发能力和研发经费方面的优势十分明显，而企业的研发能力和研发投入普遍不高；另一方面也与该领域的特点有关，由于六方氮化硼纳米材料近几年才刚刚兴起，该领域的研究目前还停留在实验室阶段，尚未进入工业应用，并未引起相关企业的普遍关注。

　　1.3 专利申请的技术领域分析

　　六方氮化硼纳米材料主要包括零维的纳米粉体、一维的纳米管以及二维的纳米片[3],该领域最早的中国专利申请就涉及纳米粉体，发明名称为"氮化硼及其制造方法",申请日为 1999 年 9 月 1 日。六方氮化硼纳米粉体由于出现时间较早，制备工艺相对简单，因此申请量相对较多，企业申请也多涉及纳米粉体在散热、陶瓷材料等方面的应用，而纳米管、纳米片的出现时间较晚申请量也相对较少。经统计，目前该领域 58%的申请涉及纳米粉体，35%的申请涉及纳米片，而仅有 7%的申请涉及纳米管。

　　图 2 是该领域涉及不同分类号的申请量，目前该领域的专利申请主要涉及以下几方面：（1） 氮化硼纳米材料的制备，分类号为C01B21,包括氮化硼纳米粉体的化学合成、氮化硼纳米片的水热合成、化学剥离或物理剥离等；（2）氮化硼纳米材料（主要是氮化硼纳米粉体）在陶瓷领域的应用，分类号为 C04B35,用于制备复合陶瓷烧结体；（3）在高分子化合物中的应用，分类号为 C08K,通过向高分子化合物、聚合物中添加六方氮化硼纳米材料以改善导热性和耐高温性能；（4）在润滑组合物中的应用，分类号为 C10M,通过添加氮化硼纳米颗粒改善润滑油性能；（5） 在涂料领域的应用，分类号为C09D,涉及添加氮化硼纳米材料以获得散热涂料。除此之外，该领域也有申请涉及六方氮化硼纳米材料在电容器、电池、水处理等领域的应用，但是申请量不高，只有 1-2 件。

　　2 六方氮化硼纳米材料专利技术的发展建议

　　通过上述分析可以看出，六方氮化硼纳米材料在整体上处于发展的初期，从 2012 年起申请量才开始上升，目前该领域存在大量的空白亟待填补。作者在此提出两点建议，以期我国在该领域的专利技术能够迅速发展。

　　一方面，相关的研究团队应当充分认识到六方氮化硼纳米材料的重要意义。六方氮化硼作为一种类石墨材料，其物理化学性质十分优异，应用价值并不亚于碳纳米材料，目前碳纳米材料的年申请量在数千件的量级，六方氮化硼纳米材料专利技术的发展空间十分巨大。

　　另一方面，相关研究团队应当加强在应用层面的研发投入。目前该领域在应用层面的专利申请比例并不高，并且大多只局限于六方氮化硼的摩擦性能和散热性能，然而六方氮化硼还是一种性能优异的宽禁带半导体材料，在光电子器件、介电薄膜等方面有着巨大的应用前景，相关的团队可以加大在应用层面，尤其是电子器件方面的研发力度。

　　参考文献：
　　[1]Brown F C,Bachrach R Z,et al. Effect of x-ray polarization atthe boron K edge in hexagonal BN[J]. Phys Rev B,1976,13:2633.
　　[2]葛雷。六方氮化硼的制备方法研究进展[J].电子元件与材料，2008,27（6）：22-29.
　　[3]Golberg D,Bando Y,et al. Boron nitride nanotubes and nanosheets[J].ACS Nano,2010,4（6）：2979-2993.