有著“新材料之王”美譽的石墨烯（Graphene），在制造業(yè)應(yīng)用市場可謂是風生水起。截至目前，石墨烯是人類發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料，又被稱為“黑金”。那么石墨烯為何如此之火，它具體又可以應(yīng)用到哪些行業(yè)當中呢？接下來就請聽傳動網(wǎng)小編為您娓娓道來！

石墨烯的“前世今生”

石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子構(gòu)成的二維晶體，是一種納米級的特殊材料。在發(fā)現(xiàn)石墨烯以前，大多數(shù)物理學家認為，熱力學漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。所以，它的發(fā)現(xiàn)立即震撼了凝聚體物理學學術(shù)界。雖然理論和實驗界都認為完美的二維結(jié)構(gòu)無法在非絕對零度穩(wěn)定存在,但是單層石墨烯在實驗中被制備出來。在隨后三年內(nèi),安德烈?蓋姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫在單層和雙層石墨烯體系中分別發(fā)現(xiàn)了整數(shù)量子霍爾效應(yīng)及常溫條件下的量子霍爾效應(yīng)，成功從石墨中分離出石墨烯，證實其可以單獨存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯具有導(dǎo)熱系數(shù)高、透光性好、電阻率低、高機械強度等多項優(yōu)點，因而各國都極為重視石墨烯行業(yè)發(fā)展，中國也不例外。

近年來，國家政策頻繁向石墨烯領(lǐng)域發(fā)放“紅包”。如《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，首次明確提出支持石墨烯新材料發(fā)展；又如2014年《關(guān)鍵材料升級換代工程》提出到2016年實現(xiàn)石墨烯的批量穩(wěn)定生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用；2015年《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》等文件對石墨烯產(chǎn)業(yè)化提出了發(fā)展目標與具體要求。

與石墨烯有關(guān)的行業(yè)應(yīng)用

就在本月，我國的東旭光電推出了首款石墨烯基離子充電寶——“烯王”，引發(fā)關(guān)注。此款充電寶充電速度大幅提升，充電速度是普通充電寶充電速度的20倍，它具備以下幾項特點：

充滿電只需15分鐘；

重量半斤多，容量為4800mAh；

采用4節(jié)18650型石墨烯基鋰離子電池；

充放電次數(shù)達到3500次，是普通充電寶的10倍。

如此方便快捷的充電寶，真是人見人愛呀，不過目前拘于某些原因還并未完全面向市場，399元的價格就是阻礙其發(fā)展的因素之一。

不僅是電池方面，傳感器、節(jié)能環(huán)保、電子制造等多個領(lǐng)域也都有其“用武之地”。

今年5月，英國南安普頓大學和日本先進科學技術(shù)研究所的科學家研發(fā)了一種以石墨烯為原材料的傳感器，能檢測出室內(nèi)空氣污染且精度極高。這一研究發(fā)表在《科學進展》期刊上。新研發(fā)的傳感器可以感應(yīng)到來自建筑、家具用品的二氧化碳分子以及揮發(fā)性有機化合物（VOC）氣體分子。

石墨烯在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用也十分成功，尤其是其在海水淡化方面和石墨烯潤滑油的應(yīng)用。石墨烯海水淡化技術(shù)有望在2020年實現(xiàn)突破，一旦進入市場，市場占有率將快速增加，這將成為石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域的又一項重大顛覆性技術(shù)。

而石墨烯作為添加劑用于潤滑油在延長潤滑油使用壽命的同時降低車輛的油耗。CGIAResearch預(yù)測，到2020年全球石墨烯環(huán)保領(lǐng)域的市場規(guī)模將達到90億元。

技術(shù)瓶頸還待攻破

石墨烯市場利好，同時讓人們看到無限的希望，但有也其局限性，

首先，石墨烯的成本極高。其最高價格達到了5000元/克，因此，一般的企業(yè)在資金方面無法進行研發(fā)，這也是為何石墨烯技術(shù)的玩家基本上都是三星、IBM、英特爾等巨頭的重要原因。

其次，石墨烯技術(shù)還有待加強。石墨烯的生長是有嚴格的控制條件的，必須在絕緣襯底上定位，才能生長出所需管徑大小的半導(dǎo)體石墨烯。但是對石墨烯的生長進行嚴格控制的條件目前尚無法實現(xiàn)。

最后，石墨烯無法實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。由于成本極高和技術(shù)上的局限性，石墨烯的生產(chǎn)仍處于實驗研究階段，并未在商業(yè)用途方面實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。與之相比，硅基材料在成本和穩(wěn)定性方面仍存在優(yōu)勢。

隨著移動端的發(fā)展，PC端逐漸沒落。如果能夠開發(fā)出速度更快的芯片，將使更快的計算能力變?yōu)楝F(xiàn)實。這不僅能夠推動芯片行業(yè)的進步，還能夠推動人工智能和認知計算的發(fā)展。盡管目前石墨烯技術(shù)仍存在短板，但是在未來，這項技術(shù)或許會為芯片及相關(guān)行業(yè)帶來一場革命性的改變。

任何事物都是有利有弊，石墨烯的出現(xiàn)行業(yè)內(nèi)人士看到了新的曙光?？茖W家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀”，并且極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。就目前來看，石墨烯正迎“十三五”發(fā)展黃金期，國產(chǎn)新材料的開發(fā)將會有更廣闊的市場需求。

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