有著“新材料之王”美譽(yù)的石墨烯（Graphene），在制造業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)可謂是風(fēng)生水起。截至目前，石墨烯是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，又被稱(chēng)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(dāng)中呢？接下來(lái)就請(qǐng)聽(tīng)傳動(dòng)網(wǎng)小編為您娓娓道來(lái)！

石墨烯的“前世今生”

石墨烯是從石墨材料中剝離出來(lái)、由碳原子構(gòu)成的二維晶體，是一種納米級(jí)的特殊材料。在發(fā)現(xiàn)石墨烯以前，大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為，熱力學(xué)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(xué)學(xué)術(shù)界。雖然理論和實(shí)驗(yàn)界都認(rèn)為完美的二維結(jié)構(gòu)無(wú)法在非絕對(duì)零度穩(wěn)定存在,但是單層石墨烯在實(shí)驗(yàn)中被制備出來(lái)。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(shí)其可以單獨(dú)存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

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(jī)械強(qiáng)度等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，因而各國(guó)都極為重視石墨烯行業(yè)發(fā)展，中國(guó)也不例外。

近年來(lái)，國(guó)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(jí)換代工程》提出到2016年實(shí)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(jiàn)》等文件對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)化提出了發(fā)展目標(biāo)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(guó)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(xiàng)特點(diǎn)：

充滿(mǎn)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(dá)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(jiàn)人愛(ài)呀，不過(guò)目前拘于某些原因還并未完全面向市場(chǎng)，399元的價(jià)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(gè)領(lǐng)域也都有其“用武之地”。

今年5月，英國(guó)南安普頓大學(xué)和日本先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所的科學(xué)家研發(fā)了一種以石墨烯為原材料的傳感器，能檢測(cè)出室內(nèi)空氣污染且精度極高。這一研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》期刊上。新研發(fā)的傳感器可以感應(yīng)到來(lái)自建筑、家具用品的二氧化碳分子以及揮發(fā)性有機(jī)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(rùn)滑油的應(yīng)用。石墨烯海水淡化技術(shù)有望在2020年實(shí)現(xiàn)突破，一旦進(jìn)入市場(chǎng)，市場(chǎng)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(xiàng)重大顛覆性技術(shù)。

而石墨烯作為添加劑用于潤(rùn)滑油在延長(zhǎng)潤(rùn)滑油使用壽命的同時(shí)降低車(chē)輛的油耗。CGIAResearch預(yù)測(cè)，到2020年全球石墨烯環(huán)保領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到90億元。

技術(shù)瓶頸還待攻破

石墨烯市場(chǎng)利好，同時(shí)讓人們看到無(wú)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(jià)格達(dá)到了5000元/克，因此，一般的企業(yè)在資金方面無(wú)法進(jìn)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(qiáng)。石墨烯的生長(zhǎng)是有嚴(yán)格的控制條件的，必須在絕緣襯底上定位，才能生長(zhǎng)出所需管徑大小的半導(dǎo)體石墨烯。但是對(duì)石墨烯的生長(zhǎng)進(jìn)行嚴(yán)格控制的條件目前尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

最后，石墨烯無(wú)法實(shí)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(shí)驗(yàn)研究階段，并未在商業(yè)用途方面實(shí)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(shì)。

隨著移動(dòng)端的發(fā)展，PC端逐漸沒(méi)落。如果能夠開(kāi)發(fā)出速度更快的芯片，將使更快的計(jì)算能力變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這不僅能夠推動(dòng)芯片行業(yè)的進(jìn)步，還能夠推動(dòng)人工智能和認(rèn)知計(jì)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(lái)，這項(xiàng)技術(shù)或許會(huì)為芯片及相關(guān)行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)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(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”，并且極有可能掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。就目前來(lái)看，石墨烯正迎“十三五”發(fā)展黃金期，國(guó)產(chǎn)新材料的開(kāi)發(fā)將會(huì)有更廣闊的市場(chǎng)需求。

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