随着社會的不斷進步，科技的發展對新材料技術研究也産生了依賴，因為，一種新材料的出現及應用，會帶來現代科學技術的巨大變革。比如，石墨烯就是被譽為未來革命性新材料，目前中國石墨烯技術已占先機領跑世界，國外各地也在争相研發它。

也許還有人不了解這些技術的研究，它究竟是什麼，有什麼研究意義值得全球争相研發？中國的石墨烯技術有多厲害？現階段的研究我們該如何看待？

石墨烯又稱為單層石墨，是一種二維碳材料，由單層碳原子經電子軌道雜化後形成的蜂巢狀二維晶體。它也是碳納米管、富勒烯的同素異形體，具有優異的光學、電學、力學特性，屬于優異的碳納米材料。

石墨烯本身就存在于自然中，由于難以剝離出單層結構，且厚度僅為0.335nm，所以很難被發現。2004年，英國物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，從石墨中剝離而發現了石墨烯，因此獲諾貝爾獎。

先來看看全球各國的研究投入

自從2004年，英國兩位物理學家發現了石墨烯後，就刮起了石墨烯的研究之風，便很快吹遍全球。截至目前，全球已有80多個國家投入石墨烯的研發，特别是中國、美國、歐盟和日本，相繼投入了數十億美元，用于石墨烯材料的開發研究。

歐盟于2013年提出投資10億歐元的石墨烯旗艦計劃，制定了全面詳細的十年發展規劃，2021年預計投入941億歐元，推出“地平線歐洲”計劃。美國NSF合計投資了10億美元以上，資助石墨烯技術項目達1000個以上。日本也累計投資了10億日元，用于研究石墨烯相關項目。中國國家自然科學基金累計投入12億，資助石墨烯相關項目達2000餘個，涵蓋400多家單位。

為何石墨烯會引起全球的重視？

這是因為石墨烯，目前是最好的新材料，是已知世界上最薄、最硬的材料，被譽為“黑金”，更有科學家稱之為“新材料之王”。

它具有這些優勢

1、石墨烯的厚度隻有0.335nm，相當于頭發絲的20萬分之一，1平方米重量僅 0.77 毫克，但強度卻是鋼的200倍。它是已知材料中，是最輕便、強度最高的新材料，且其防護作用遠遠地超過了世界上最先進的防護裝備Kevlar。

2、石墨烯具備優良光學性能，它隻吸收2.3%的光，幾乎是完全透明的，是零距離的半導體。因此，他是一種透明、良好的導體，很适合用來制造透明觸控屏幕、光闆、甚至是太陽能電池。

3、石墨烯有極佳的熱傳導和導電性能，其導熱系數高達5300 W/m·K，常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s，且電阻率比銅或銀更低，約隻有10-6 Ω·cm。由于它電子遷移的速度極快、電阻率小，因此可被用來發展更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管，是未來半導體材料的希望，IEEE也已确定2nm新材料是石墨烯。

總結下來，石墨烯在已知的材料中，是最輕便、強度最高的材料，也具備優良導電、光學及極佳的熱傳導性能。因此，它可以應用的範圍廣泛，适合半導體、新能源電池、顯示屏、感光元、複合材料等行業，在航空航天、工業控制、以及能源存儲與運輸等領域也可以廣泛應用。

正因為石墨烯涵蓋了很多尖端高科技領域的應用，所以，全球各地都在争相研究石墨烯的開發，誰擁有了核心技術誰就可以占據優勢。

石墨烯技術研究的源頭，來自英國曼徹斯特大學，中國研究該技術雖然比歐美遲一點點，但是目前占據世界領先地位。中國的石墨烯技術，從原材料到核心技術，都已經占着先機。

1、石墨烯原材料産出量第一

石墨烯的原材料是石墨，而石墨最大産出國是中國，其市場牢牢控制在我國手中。例如，2020年，中國石墨産量為65萬噸，占全球石墨總産量的62％，差不多與前兩年的産量持平。

2、中國石墨烯技術專利穩居世界第一

據統計，目前專利申請量占全球石墨烯專利總申請量的68%，而排名第二的美國，其石墨烯專利申請量占全球12%，與我國差距較大。排名第三和第四的是日本和韓國，但這兩國的專利申請量占比太少，也就沒有什麼可比性。

3、國内技術一直在領跑

2013年，中科院重慶研究院利用化學氣相沉積法，成功制造出了國内首片15英寸的單層石墨烯；

中科院成功地将石墨烯透明電極應用于電阻觸摸屏上，于2015年在重慶上市了全球首批量産石墨烯手機，于2016年在重慶高交會上，亮相了全球首款石墨烯柔性屏手機。

“2017世界石墨烯創新大會”是在中國常州開幕的，意味着中國石墨烯技術已經開始走在世界前列。

2018年，國内使用石墨烯制造出一種特殊的塗層，使用這種塗層後航空發動機葉片的壽命增加了3倍之多。

2019年，中國首創貝殼結構石墨烯技術在上海寶山新材料創意園中誕生，借鑒貝殼的疊層結構，通過微納疊層粉末冶金技術，研發出世界先進的烯碳鋁合金材料。這項技術不僅轟動了世界，更重要的是，烯碳鋁合金已經投入量産。

2020年，中科院所研制出全球首個8英寸石墨烯晶圓，再次證明了中國石墨烯技術領先地位。

這就是中國石墨烯技術，一直都是在世界範圍内領跑，始終走在國際前沿。

雖然，我國的石墨烯技術已經處于領先地位，全球也在争搶着研發這個技術。但是，這項技術還處于初始階段，作為消費者還需理性看待别被騙。

早在2021年1月16日，中科院歐陽高明院士就公開表示：“如果有人說新能源車能夠跑1000公裡，充電隻要幾分鐘，還能夠保證安全性，就以目前的技術來講，根本不存在這樣的可能，那麼他一定是一個騙子。”

這是什麼情況呢？為何中科院院士會說這樣的話呢？其實不難理解，因為目前能夠實現快速充電、長遠續航的電池技術，莫過于使用了石墨烯這種新材料，才可以實現。但是，石墨烯技術在全球範圍來看都屬于起步階段，石墨烯的制造技術還沒有想象得那麼成熟。

國内外的石墨烯技術研究成果很多，批量化生産以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的産業化應用步伐正在加快。但是，要到商業化應用階段，還需要時間，未來5-10年内有望先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。

主要是因為石墨烯制造難度大

​難度一，石墨烯作為一種新材料，其産業是一個典型的“技術＋資本密集型行業”。因此，技術研究之後轉化成應用成果，還需要大量的資本投入，以供技術研發和市場拓展。

難度二，産量和尺寸是石墨烯生産的最大難題，以目前的石墨烯的制造技術，量産單層石墨烯還有難度。目前市場上大多數石墨烯，其實是複合型的多層石墨烯，這種材料無法發揮出單層石墨烯的優秀性能。所以說，石墨烯技術雖然在逐一的突破，但是石墨烯的制備難度還有點大，還需要有一段時間沉澱。如果說，大家遇到有商家賣着“石墨烯”高科技産品，就要注意了，很大可能是非石墨烯技術，又或者摻入少量含有石墨烯的複合材料。

當然，石墨烯是未來的革命性材料，值得我們去等待。而且，國内已經搶占了先機，希望會一直保持着領先的優勢。

​

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!