“石墨烯的門(mén)檻比我們想象的要高很多，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)續(xù)航，1小時(shí)快充以現(xiàn)在的技術(shù)來(lái)說(shuō)，就是騙子。”面對(duì)如今越來(lái)越火熱的石墨烯產(chǎn)品，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高一針見(jiàn)血地指出。石墨烯作為一種具有未來(lái)革命性的材料，它的用途十分廣泛，在很多方面有著很重要的應(yīng)用

“石墨烯的門(mén)檻比我們想象的要高很多，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)續(xù)航，1小時(shí)快充以現(xiàn)在的技術(shù)來(lái)說(shuō)，就是騙子。”面對(duì)如今越來(lái)越火熱的石墨烯產(chǎn)品，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高一針見(jiàn)血地指出。

石墨烯作為一種具有未來(lái)革命性的材料，它的用途十分廣泛，在很多方面有著很重要的應(yīng)用前景。

石墨烯的出現(xiàn)給科技領(lǐng)域帶來(lái)了翻天覆地的變化，它確實(shí)能推動(dòng)一個(gè)時(shí)代的科技水平發(fā)展。

不過(guò)石墨烯也不是一種“無(wú)所不能”的材料，但有些廠商就以此為噱頭，讓許多的消費(fèi)者對(duì)石墨烯產(chǎn)生了誤解。

眾所周知，石墨烯之所以如此受廠商追捧，是因?yàn)樗浅?jí)材料的一種。石墨烯離我們的生活其實(shí)并不遙遠(yuǎn)，目前市面上有許多產(chǎn)品都有采用，比如有石墨烯成分的面膜、芯片、電池等等。

無(wú)論是生活中還是科技層面都能看見(jiàn)它的身影，不過(guò)這些石墨烯產(chǎn)品真的如事實(shí)那般好用嗎？

事實(shí)上，這些石墨烯產(chǎn)品幾乎都是虛假宣傳。

石墨烯為何這么火爆？

石墨烯是在2004年的時(shí)候被發(fā)現(xiàn)的，發(fā)現(xiàn)它的兩名英國(guó)科學(xué)家分別是安德烈和康斯坦丁，他們還因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。在進(jìn)行超薄材料的研究中，他們發(fā)現(xiàn)可以從石墨中提取出這種由一層碳原子組成的薄膜。

因此石墨烯的一大特點(diǎn)就是它的薄度，僅僅只有頭發(fā)絲直徑的二十萬(wàn)分之一。它的提取步驟復(fù)雜，可以通過(guò)物理或者化學(xué)的方式進(jìn)行。

石墨烯的出現(xiàn)讓科學(xué)家們找到了突破口，它的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特別，應(yīng)用范圍廣泛。在未來(lái)的科技領(lǐng)域中，石墨烯帶來(lái)了更多的可能性。

相比于其他石墨材料來(lái)說(shuō)，石墨烯擁有著更多的特性。

在質(zhì)量很輕的條件下，把強(qiáng)度和柔軟性集于一身，這兩種看似相抵的特點(diǎn)卻可以在石墨烯上面共存。所以它才能夠在眾多新材料之中脫穎而出。

另外，石墨烯還有低電阻的特性，這將在超導(dǎo)領(lǐng)域中發(fā)揮巨大的作用，特別是在電力方面，能實(shí)現(xiàn)高效率的傳輸。

除了低電阻特性，還具有強(qiáng)導(dǎo)電性，在動(dòng)力電池領(lǐng)域可能會(huì)有很重要的應(yīng)用前景。

擁有如此多的優(yōu)勢(shì)，讓石墨烯在科技領(lǐng)域備受關(guān)注。

若石墨烯能夠被大量投入到產(chǎn)品研發(fā)中，它確實(shí)可以引領(lǐng)一個(gè)時(shí)代的科技飛躍。

理想很豐滿，但往往現(xiàn)實(shí)很骨感。石墨烯作為一種超薄材料，想要大規(guī)模提取是十分困難的。

其中要涉及的提取過(guò)程復(fù)雜，步驟也繁瑣，僅僅是1g的石墨烯，也要賣出千元左右的價(jià)格。可想而知，這些廠商根本不可能花這么高的成本用石墨烯去生產(chǎn)一張面膜。

再比如石墨烯電池，里面確實(shí)有石墨烯成分，只不過(guò)是加了一點(diǎn)石墨烯粉。所以如今的石墨烯產(chǎn)品十有八九都是妥妥的騙局。

但目前石墨烯產(chǎn)品是騙局，不代表石墨烯的未來(lái)也是如此。

事實(shí)上，把石墨烯成為“材料的未來(lái)”都不為過(guò)，這還得從17年前說(shuō)起。

石墨烯究竟有多厲害？

在2004年，石墨烯首次被發(fā)現(xiàn)，兩位英國(guó)的科學(xué)家安德烈還有康斯坦丁在做超薄材料的實(shí)驗(yàn)中，無(wú)意中把膠帶粘在了石墨上面。

而那一層薄薄的石墨片就是這樣出現(xiàn)的，這兩名科學(xué)家將這個(gè)有趣的現(xiàn)象進(jìn)行了延伸，通過(guò)膠帶把石墨薄片的兩面都粘住，然后再撕開(kāi)。

不斷重復(fù)這兩個(gè)步驟，獲得的石墨薄片逐漸變薄。直至最后剝離出了只有一層由碳原子構(gòu)成的薄片。這就是石墨烯的由來(lái)。

自從石墨烯面世以后，引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，在新材料領(lǐng)域中，它是當(dāng)之無(wú)愧的王者，是未來(lái)科技革新的關(guān)鍵。

在電子信息技術(shù)中，石墨烯可以改變傳感器的工作性質(zhì)。傳感器可以把光、氣體、力等各種信號(hào)都能轉(zhuǎn)換成所需的電信號(hào)。

而石墨烯原子呈裸露狀態(tài)，再加上電子態(tài)極易受到外界影響改變電學(xué)性質(zhì)。這就是石墨烯在電子技術(shù)中的優(yōu)勢(shì)，其能帶結(jié)構(gòu)可以讓傳感器應(yīng)用更好地實(shí)現(xiàn)。

如今的智能手機(jī)也逐漸向折疊還有卷曲型發(fā)展，石墨烯在這上面也具有革命性的優(yōu)勢(shì)。

要實(shí)現(xiàn)柔性觸控，又要具備超高載流子遷移率和透光性，目前的超薄二維材料中，石墨烯是最好最優(yōu)異的選擇。

在未來(lái)，石墨烯將會(huì)在柔性觸控屏上“大展拳腳”。

不僅在科技領(lǐng)域，在儲(chǔ)能領(lǐng)域，石墨烯的作用也不可忽視。在2011年的時(shí)候，美國(guó)俄亥俄州某儀器公司人員就憑借著石墨烯與鋰離子的相互作用，實(shí)現(xiàn)了更好的儲(chǔ)能效果。

由于鋰離子可以在石墨烯的表面和電極之間大規(guī)模地快速穿梭，提高了充電效率。

讓原本數(shù)小時(shí)的充電時(shí)長(zhǎng)變成不到一分鐘，如果把這樣的儲(chǔ)能設(shè)備大量的應(yīng)用到電池當(dāng)中去，將會(huì)制造出許多不可思議的產(chǎn)品。

這種新型器件在有石墨烯作用的基礎(chǔ)上，儲(chǔ)能密度達(dá)到了160Wh/kg，其功率可達(dá)到100kW/kg。跟如今市面上的鋰離子電池相比，它的功率密度要高出100倍(~1kW/kg)。

許多廠商就是利用了石墨烯在儲(chǔ)能電池上的這一特性來(lái)進(jìn)行虛假營(yíng)銷。

石墨烯的特性實(shí)在是太廣泛了，作為新材料領(lǐng)域的新寵兒，未來(lái)在很多領(lǐng)域都會(huì)有新的突破。

作為一種復(fù)合材料，石墨烯既有強(qiáng)度高，又有韌性好的特性。可以跟其他的物質(zhì)產(chǎn)生意想不到的化學(xué)反應(yīng)。

在工程塑料的應(yīng)用上，碳素高分子樹(shù)脂擁有和石墨烯相同的原子結(jié)構(gòu)，其具備的綜合性很高，可以很好地跟石墨烯融合。

如此制造出來(lái)的樹(shù)脂材料有著良好的耐候性、耐磨性、表面涂飾性、電絕緣性、耐酸堿性及防水性。

只需增加千分之二點(diǎn)六的五層石墨烯，就能讓這種高分子樹(shù)脂材料的強(qiáng)度增加了不少。

復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)是石墨烯應(yīng)用得最多的一個(gè)領(lǐng)域，在航空航天、新能源、電子等方面能發(fā)揮的作用是不可估量的。

特別是對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，石墨烯是非常關(guān)鍵的戰(zhàn)略突破口，能夠提升國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力，像新能源汽車、無(wú)人飛機(jī)等等，發(fā)展石墨烯就等同于擁有了科技革新的核心技術(shù)。

既然石墨烯這么厲害，那中國(guó)發(fā)展得怎么樣了？

中國(guó)石墨烯領(lǐng)先世界

2008年，美國(guó)就已經(jīng)意識(shí)到石墨烯在相關(guān)領(lǐng)域上面的應(yīng)用前景，投資了大量的資金還有人力物力，為的就是能領(lǐng)先世界主導(dǎo)石墨烯產(chǎn)業(yè)。

無(wú)論是在研究還是產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，美國(guó)不斷擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)布局和研究領(lǐng)域，像石墨烯晶體管、超級(jí)電容器等等方面都有涉及。

經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展，美國(guó)的石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善，基本布局也初步顯現(xiàn)出來(lái)，而且覆蓋了從應(yīng)用研究到下游應(yīng)用的全部流程。這么直接的聯(lián)系，讓科技產(chǎn)品研發(fā)到生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)得更快。

美國(guó)已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)在研發(fā)石墨烯上有突出貢獻(xiàn)的大型企業(yè)，這些企業(yè)有像IBM、波音、英特爾等等，還有一些中小型企業(yè)，主要是圍繞石墨烯來(lái)發(fā)展業(yè)務(wù)。

歐盟在石墨烯技術(shù)中也有著層層布局，很多大小型企業(yè)都實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化的石墨烯技術(shù)開(kāi)發(fā)。

首先在國(guó)家戰(zhàn)略高度，大力發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)，并且政產(chǎn)學(xué)研進(jìn)行一系列合作。但是目前還沒(méi)有達(dá)到跟美國(guó)一樣的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模，在下游應(yīng)用環(huán)節(jié)還是比較薄弱。

除此之外，日韓兩國(guó)在石墨烯的產(chǎn)業(yè)中，主要側(cè)重于CVD石墨烯薄膜制備還有電子器件的應(yīng)用。其中韓國(guó)在研究方面比較重視，大力發(fā)展觸摸屏、半導(dǎo)體、可穿戴設(shè)備等等。

再來(lái)說(shuō)說(shuō)中國(guó)，石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，從原材料再到應(yīng)用，整個(gè)流程都已經(jīng)快速構(gòu)建起來(lái)。在東南沿海地區(qū)，分布著一大批石墨烯企業(yè)。

這幾年，類似的企業(yè)形成了集合規(guī)模型的分布形式，特別是在廣東、江蘇還有山東區(qū)域，擁有著先天獨(dú)厚的地理?xiàng)l件優(yōu)勢(shì)。

其中，廣東省石墨烯所注冊(cè)的企業(yè)數(shù)量最多，一共有3079家，其次就是江蘇省，總共有1853家企業(yè)。全國(guó)目前已經(jīng)共有1.7萬(wàn)家跟石墨烯有關(guān)的企業(yè)，還仍然在不斷擴(kuò)大規(guī)模數(shù)量中。

我國(guó)石墨烯理論研究還有產(chǎn)業(yè)化在全球范圍來(lái)說(shuō)，是數(shù)一數(shù)二的實(shí)力。

在2016年的全球?qū)＠暾?qǐng)統(tǒng)計(jì)中，中國(guó)關(guān)于石墨烯的專利達(dá)到了58%，排在第一位。

論申報(bào)石墨烯專利數(shù)量最多的國(guó)內(nèi)企業(yè)莫屬深圳的烯旺科技及其下屬子公司，據(jù)統(tǒng)計(jì)，已經(jīng)申報(bào)的專利有300項(xiàng)左右，有220項(xiàng)授權(quán)專利，注冊(cè)商標(biāo)更是達(dá)到了110多件。

中國(guó)已經(jīng)有了未來(lái)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展計(jì)劃，在2020年形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，再過(guò)五年以后，石墨烯整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模要突破千億。

現(xiàn)如今石墨烯還處于起步研發(fā)階段，想要投入到生產(chǎn)應(yīng)用中去，還需要一定的時(shí)間。

這些獨(dú)特的使用性能如何在科技上體現(xiàn)出來(lái)，就是目前我們要攻克的目標(biāo)。沒(méi)有科技創(chuàng)新，石墨烯產(chǎn)業(yè)就得不到更深遠(yuǎn)的發(fā)展。

石墨烯在初步發(fā)展的階段，更需要我們一步步腳踏實(shí)地地做好科研工作。沒(méi)有什么事情是一蹴而就的，只有不斷地堅(jiān)持和努力才能實(shí)現(xiàn)成功。