石墨烯是由碳原子組成的六角型呈蜂巢晶格材料,只有一個碳原子厚度。它發(fā)現于2004 年,并獲2010 年諾貝爾物理學獎。石墨烯的單原子納米結構賦予它許多無以倫比的獨特性能,它是迄今發(fā)現的厚度最薄、強度卻最高、結構最致密的材料,并擁有電學、光學、化學等卓越性能,激發(fā)了全球范圍內的石墨烯研發(fā)熱潮。它或將成為高速晶體管、高靈敏傳感器、激光器、觸摸屏以及生物醫(yī)藥器材等多種器件的核心材料。

石墨烯:改變未來生活的關鍵材料

近乎完美的性能,廣泛而廉價的原材料來源,石墨烯勢必將帶來未來人類智能生活的巨大革新。建議關注目前開發(fā)石墨烯方向較為清晰明朗的幾大產業(yè)領域。 電子材料領域:

柔性屏幕、可穿戴設備、太陽能充電:作為透明導電材料,石墨烯兼具高導電性和高透明性、高韌性(拉伸20%仍不斷裂),石墨烯能夠用于制作柔性電極,以及生產應用于觸摸面板、OLED 面板、太陽能電池的透明導電膜。

作為電極材料,石墨烯是絕佳的負極材料,其理論比容量是740~780mAh/g,約為傳統(tǒng)石墨材料的2 倍多,將在鋰電池負極材料和超級電容器負極材料市場占據重要地位

作為替代硅的芯片材料,由于石墨烯電阻率極低,電子遷移的速度極快(單層石墨烯中的電子與空穴的載流子遷移率有望在室溫下達到硅的100 倍即20 萬cm2/Vs,這一數值遠遠超過以往被認為載流子遷移率最大的7.7 萬cm2/Vs 的銻化銦)因此被期待可用來替代硅,成為更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管

散熱材料領域:由于石墨烯的導熱率(5300W/m·k)是常用散熱材料銅的近14 倍,石墨的3.5 倍。石墨烯有希望取代石墨,解決智能手機、計算機的散熱瓶頸,加速其整體性能的提高。 環(huán)保監(jiān)測領域:功能化的石墨烯以及石墨烯的復合材料在污染物吸附、過濾等方面展現了巨大的應用前景。 生物醫(yī)學領域:科學家發(fā)現石墨烯在細胞成像、干細胞工程、藥物投遞、腫瘤治療等生物納米技術領域有著廣泛的應用前景。

產業(yè)化進程日新月異,實力不容小覷。石墨烯從被發(fā)現到獲得諾貝爾獎只用了短短六年的時間,由它開啟的研究領域呈現了井噴的勢頭,幾乎每個月都有新興的研究方向被開辟出來。2013 年1 月,歐盟委員會將石墨烯列為“未來新興技術旗艦項目”之一,十年內提供10 億歐元資助,將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度。IBM、蘋果、三星等巨頭都分別成立了石墨烯專題組,將其作為未來產品柔性化、智能化的核心研發(fā)材料。