石墨烯行业研究

石墨烯作为近年来备受关注的新型材料，其用途非常广泛，在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步。随着石墨烯应用在新领域内不断开发，其应用市场规模不断扩大，发展态势良好。石墨烯在下游市场的应用主要表现在新能源、大健康、电子信息、节能环保、生物医药、化工、航空航天等七大应用领域。我国政府高度重视石墨烯产业发展，发布了一系列相关政策进行系统布局，并将石墨烯列入我国“十三五规划”的165项重大工程。相关政策的实施对推动技术创新、支撑战略性新兴产业发展、加快走中国特色新型工业化道路具有重要战略意义。当前，我国处于制造业由大转强的关键时期，以石墨烯为代表的新材料对加快制造业转型升级、带动相关下游产业进步、抢占新一轮科技革命制高点等有着重要的意义。经过近十年的发展，我国石墨烯行业呈现出欣欣向荣的发展势头，企业数量、产业规模、科研实力、论文专利、产品种类等方面均处于领跑地位。在下游应用拓展方面，石墨烯锂电池导电剂、石墨烯改性防腐涂料、石墨烯电加热产品、石墨烯柔性显示等领域已经开始初步产业化，并形成了一定的产业规模。石墨烯作为世界上第一种被发现可以宏观存在的二维纳米材料，自诞生之日起就吸引了全球科研界和产业界的关注。石墨烯具有超高强度、超薄超韧、导电性高、导热性好等优异的物理化学性质，被誉为“新材料之王”，在新能源、环境保护、复合材料、电子器件、生物医药、航空航天等诸多领域有广阔的应用前景。目前应用领域：一：智能手机石墨烯可能会成为智能手机技术戏剧性升级的动力。石墨烯具有足够的韧性，可以天线或触屏的形式被整合到可弯曲手机中。手机是石墨烯最明显的用例之一，5G网络技术则是另一个，华为已经在其5G演示中使用了石墨烯。任正非专访 提到了石墨烯时代将颠覆硅时代任正非近日在深圳接受了中国媒体采访，这也是他首次接受中国媒体的采访对于这个神秘人物，我们有着太多的问题，正因为神秘，所以才显得极其有价值，而这两年来新型材料石墨烯的研发和广泛应用，更是受到了极大的关注。而任正非也对此次有着自己独特的见解。任正非这样说道，这个时代将来最大的颠覆，是石墨烯时代颠覆硅时代，但是颠覆需要有继承性发展，在硅时代的成功者最有希望成为石墨烯时代的成功者，每一次新型材料的更迭，都会引发一场材料革命，都代表着一个社会的进步，一个时代的进步二：石墨烯地暖由于石墨烯超小电阻，可以让电能大幅转为热量，核心发热材料厚度只有0.4mm，转化率高达98%以上，石墨烯的稳定性可让石墨烯地暖使用寿命达到50年以上，运行成本与维护成本，也分别比集中供暖和水地暖低1/2~3/4。三：石墨烯医疗产品中国的科研人员发现细菌的细胞在石墨烯的纸上无法生长，而人类细胞则不会受损。利用石墨烯这一特性可以做绷带、食品包装甚至抗菌T恤衫、人造皮肤等等。四：石墨烯智能发热服饰平昌“北京8分钟”、2017年春晚两个分会场都用到石墨烯发热服。无论是在北方﹣28°的严寒气候条件下，还是南方阴冷潮湿的环境里，石墨烯发热服可在30秒升温到40℃左右的高效保暖效果，这种高科技服饰，已经从舞台走向我们的日常生活，我们普通老百姓已经可以亲身体验到这份来自高科技的温暖与健康。通过以上介绍相信大家对石墨烯有所了解，那再来介绍一下纯度更高的生物质石墨烯材料。生物质石墨烯—— 改变21世纪的神奇新材料称为“黑金”的“新材料之王”——石墨烯，是从碳材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层或多层原子厚度的二维晶体，拥有非常优异和独特的光、电、磁、机械等物理性能和化学性质，被称为“黑金”，作为“新材料之王”，科学家预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。“内暖”生物质石墨烯复合材料强化了生物质石墨烯的抑菌性能，结合其强大的体温远红外功能，可迅速吸收人体皮肤散发的湿气汗液，并快速导入空气中散发，使肌肤保持干爽状态，给身体干爽呵护，并且多次洗涤后抑菌效果不衰减。吸湿透气，干爽呵护 现着重介绍以下单品21世纪，这是一个英雄辈出的时代，这是一个草根逆袭的时代，这是一个知识改变未来的时代，这是一个科技创新才是王道的时代。在科技创新的新时代，一切皆有可能，是立于浪尖还是沉落海底往往取决于能否把握住潮来的机会.把握住创业的风口。

产业链——下游应用仍在拓展 上中游企业布局较多石墨烯是一种由碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。具有高导电性、高强度和超轻薄等特性，在电子、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域具有巨大的应用潜力，被认为是一种未来革命性的材料。虽然石墨烯在应用领域的产业进程缓慢，但其蕴藏的巨大的商业价值和广泛的应用前景仍然吸引了大批的投资者，石墨烯产业的产业链也逐渐完善。从石墨烯整体产业链的布局看，石墨烯产业链上游为石墨矿资源的供应和石墨烯的制备，中游石墨烯产品则以石墨烯粉体和石墨烯薄膜为主。依托石墨烯强导电性、导热性、力学性、透光性和比表面积的产品性能在锂电池、散热材料、复合材料、油墨涂料、触控屏等领域有广泛的应用。其中，目前大多数企业布局在石墨烯产业上游(石墨烯制备)及中游(石墨烯粉体、石墨烯薄膜);下游集中在锂电池材料，其他应用尚未完善，由于未来下游应用技术研发的不确定性，石墨烯产业链未来的拓展仍有待商榷。产业规划——相关规划明确 带动效应明显2015年11月30日，工信部、发改委和科技部联合发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》，是我国石墨烯领域首个国家层面纲领性文件，提出将石墨烯产业打造成先导产业，逐渐实现石墨烯材料在部分工业产品和民生消费品上的产业化应用，并提出到2020年，形成完善的石墨烯产业体系。根据此次三部门印发的《意见》，未来，石墨烯将在航空航天、武器装备、重大基础设施，以及新能源、新能源汽车、节能环保、电子信息等领域有广泛应用。产业规模——千亿市场指日可待如今，石墨烯产业已经到了从实验室走向产业化的关键时期，石墨烯行业已经成为了我国新材料产业乃至制造业实现弯道超车的突破口。中国经济信息社在常州发布的《2018-2019中国石墨烯发展年度报告》显示，我国石墨烯产业前景广阔，产业规模持续增长。据中信证券统计，2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元，较2017年的41亿元同比增长58%。2018年以来，石墨烯粉体和薄膜的生产规模进一步扩大。粉体方面，常州第六元素、青岛昊鑫、宁波墨西等多家企业已拥有国内领先的石墨烯粉体生产线。薄膜方面，长沙暖宇新材料科技公司年产量100万平方米的石墨烯膜生产线已开建，建成后将成为国内第二大石墨烯膜生产线。目前中国石墨烯行业正处于市场导入期，产品尚未成熟，行业利润率较低，但市场增长率较高。预计石墨烯产业2020年进入快速成长期，2021年市场规模可达200亿元，2025年有望达到1000亿元占世界市场规模超过一半，成为全球最大的石墨烯消费国家。区域格局——多地分布式发展 长三角展露峥嵘目前中国已经基本形成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为聚合区，多地分布式发展的石墨烯产业格局。我国石墨烯产业化势头强劲，多个具有石墨烯特色的产业创新中心已露雏形。尤其是长三角地区，“东方碳谷”常州因其石墨烯相关产业的高度集聚而备受关注，宁波有中科院宁波材料所作为支撑，外加上海高校与科研院扎实的科研能力，三地之间协同发展、优势互补，石墨烯生产制备技术不断取得突破，应用产业化步伐迅速。企业格局——应用类企业较多从产业链环节来看，石墨烯行业企业涵盖研发、设备、制备、销售、应用、投资、检测、技术服务主要产业链环节，经CGIA Research筛选实际开展石墨烯业务的单位约2600余家，其中，应用类企业数量最多，占比高达39%，竞争最为激烈;此外，制备、研发、技术服务环节的企业数量占比也较大，均在10%以上;而销售、投资、设备、检测环节的企业则相对较少。目前，我国石墨烯产业已经有多家石墨烯制备及相关应用开发企业，目前市场竞争也主要集中在石墨烯规模化制备技术以及与下游商业化应用对接两方面。经过前期的积累，国内大型石墨烯企业已经初步掌握了国际相对主流的石墨烯制备方法，大部分指标足以满足低端应用需求。此外，少数企业已经具备了规模化生产的优势，产能扩建也在进行之中。应用前景——制备技术或将突破 应用领域或再扩展石墨烯产业目前的细分产品主要是石墨烯粉体和石墨烯薄膜。其中，石墨烯粉体材料制备工艺类化工属性，以添加剂的形式提升产品性能。从制备工艺来看，石墨烯粉体制备工艺更多表现为类化工生产线的特点。短期内大规模制备石墨烯的工艺有望得到突破。以粉体应用为主的行业包括防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等。未来，石墨烯粉体或将在这些领域以添加剂的形式与传统产品混合，结合石墨烯特殊的物理化学特性生产具备更多功能、更高性能的新产品。而石墨烯薄膜可以应用在导热膜上，发挥其优异的导热性能，用于智能手机、平板电脑等设备的散热层;或利用石墨烯的导电透光以及高度柔性，可以用来制作柔性显示屏、可穿戴设备等。石墨烯巨大的比表面积以及优异的电子传输性能，使得传感器领域成为石墨烯薄膜的一大目标市场;此外，石墨烯对硅的替代有望带来半导体领域颠覆性的革命，成为下一代集成电路、超级计算机的基础材料。综合来看，未来石墨烯的应用前景将会在光电领域、能源技术领域、功能复合材料领域、微电子器件领域、生物医药及传感器领域等五大领域。未来石墨烯的应用领域将会继续拓展，产业发展前景极佳。更多数据请参考前瞻产业研究院《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

简介——革命性的新材料石墨烯是一种由碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。具有高导电性、高强度和超轻薄等特性，在电子、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域具有巨大的应用潜力，被认为是一种未来革命性的材料。全球观——石墨烯全球市场潜力巨大 我国产业地位仍待提升2014年以来，全球石墨烯市场规模呈现爆发性增长，美、欧、日、韩等地区密集发布政策，扶持石墨烯功能器件研发和产业化应用，据初步统计，2019年全球石墨烯市场规模约为77亿美元，较2018年增长约31.11%。石墨烯正处于大规模产业化前夕，发达国家聚焦石墨烯功能器件研发和应用，未来5至10年全球石墨烯市场将进入高速发展期。未来，石墨烯将在散热材料，高性能计算系统(晶体管材料)，透明显示材料，超级电容器，锂电，传感器，结构材料等领域取得实际突破。届时，超级电容器、结构材料、透明显示材料、高性能计算材料将释放更大的市场空间。(注：目前尚未有权威机构对全球石墨烯行业的规模进行全面的统计，结合中国经济信息社《2018-2019中国石墨烯发展年度报告》及中国石墨烯规模的全球占比30%测算得出。)全球石墨烯产业中较为突出的国家有美国、澳大利亚和中国。这三个国家也是《新华(常州)全球石墨烯指数报告(2019)》中石墨烯产业绩效评价的前三甲。其中，美国凭借其在企业表现、论文影响力和专利布局等方面的突出表现，位居首位。澳大利亚拥有高水平的论文质量，学术影响力明显。中国石墨烯技术专利应用则最为广泛。中国目前虽然在全球范围内拥有着最高的石墨烯专利申请数量，在论文引用率、国际发明专利等方面与发达国家相比还存在大而不强、多而不优等问题，在国际石墨烯龙头企业数量方面也略逊色于英美。我国的行业认可度、成果影响力以及研发投入效率有待进一步提升。行业规划——相关规划明确 带动效应明显2015年11月30日，工信部、发改委和科技部联合发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》，是我国石墨烯领域首个国家层面纲领性文件，提出将石墨烯产业打造成先导产业，逐渐实现石墨烯材料在部分工业产品和民生消费品上的产业化应用，并提出到2020年，形成完善的石墨烯产业体系。根据此次三部门印发的《意见》，未来，石墨烯将在航空航天、武器装备、重大基础设施，以及新能源、新能源汽车、节能环保、电子信息等领域有广泛应用。市场规模——产业规模不断扩张 千亿市场指日可待如今，在政策引导和技术推进下，我国石墨烯产业已经到了从实验室走向产业化的关键时期，石墨烯行业已经成为了我国新材料产业乃至制造业实现弯道超车的突破口。中国经济信息社在常州发布的《2018-2019中国石墨烯发展年度报告》显示，我国石墨烯产业前景广阔，产业规模持续增长。据中信证券统计，2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元，较2017年的41亿元同比增长58%。2018年以来，石墨烯粉体和薄膜的生产规模进一步扩大。粉体方面，常州第六元素、青岛昊鑫、宁波墨西等多家企业已拥有国内领先的石墨烯粉体生产线。薄膜方面，长沙暖宇新材料科技公司年产量100万平方米的石墨烯膜生产线已开建，建成后将成为国内第二大石墨烯膜生产线。目前中国石墨烯产业正处于市场导入期，产品尚未成熟，行业利润率较低，但市场增长率较高。预计石墨烯产业2020年进入快速成长期，2021年市场规模可达200亿元，2025年有望达到1000亿元占世界市场规模的一半以上，成为全球最大的石墨烯消费国家。企业现状——数量逐年增长 应用研发类企业较多在国家及地方政府的支持下，近几年我国石墨烯产业化快速发展，初步构建起以石墨烯原材料、研发、制备、应用为主体的产业链。企查猫数据显示，自2013年起，我国石墨烯产业新增企业数量不断增长。2019年我国石墨烯新增企业数量达到2793家。截至2020年7月22日，我国石墨烯行业存续的相关企业共有20740家，但这些注册的企业存在大量的研发企业和集团分公司，有实质性业务的企业实际数量要低于这个数值。据choice石墨烯概念板块搜索数据显示，目前A股石墨烯行业相关上市企业共46家。(注：图表8新增企业的统计标注为当年注册且截至2020年7月22日仍存续的石墨烯产业相关企业。)从产业链环节来看，石墨烯行业企业涵盖研发、设备、制备、销售、应用、投资、检测、技术服务主要产业链环节，经CGIA Research筛选出实际开展石墨烯业务的单位约2600余家，其中，应用类企业数量最多，占比高达39%，竞争最为激烈;此外，制备、研发、技术服务环节的企业数量占比也较大，均在10%以上;而销售、投资、设备、检测环节的企业则相对较少。从整体产业链的布局来看，目前大多数企业布局在石墨烯产业上游(石墨烯制备)及中游(石墨烯粉体、石墨烯薄膜);下游集中在锂电池材料。行业主要上市企业具体布局如下：企业对比——产业链亟待完善 研发能力普遍较强我国石墨烯行业领先企业主要为行业上市企业。以中国宝安、方大碳素、凯纳股份、二维碳素、碳元科技5家行业代表性上市企业为例，进行对比分析如下：(1)产业链对比从产业链来看，我国行业大部分上市企业并不具备完备的产业链，方大碳素主要位于产业链上游，凯纳股份、二维碳素和碳元科技则主要位于产业链的中小幼，唯一拥有完整产业链的是中国宝安，其依靠集团雄厚的资本，旗下三个从事石墨烯相关研发生产的子公司囊括了石墨烯及制品的研发生产以及在锂电池材料中的应用。(2)经营规模对比从经营规模来看，凯纳股份、二维碳素和碳元科技等专注行业中下游的上市企业经营规模较小，而中国宝安和方大碳素经营规模明显高于其他企业。但由于中国宝安是集团型企业，其实际石墨烯产业经营规模仅占总经营规模的三分之一左右，所以综合来看，方大碳素作为国内最大的炭和石墨制品生产企业，拥有这五家公司中最大的经营规模。从经营规模增长速度来看，凯纳股份和二维碳素等经营规模较小的公司增长速度较快，2019年受中美贸易摩擦影响，方大碳素出口业务遭到巨大打击，营业规模出现了大幅的下降。综合来看，方太碳素在石墨烯上游的经营规模占据了绝对优势，石墨烯下游应用尚未完善，整体业务量较小，仍待相关技术进步和应用的拓展。(3)研发能力对比从研发能力来看，各上市企业均有不错的研发能力，中国宝安拥有优秀的研发团队以及大量的相关专利;方大碳素与各学院与研究所有着密切的合作;凯纳股份与二维碳素均有着行业顶尖的技术带头人;碳元科技也与相关机构拥有着产学研的合作。但从专利拥有量上评判，中国宝安的研发能力要略胜一筹。(4)盈利能力对比从盈利能力来看，2019年方大碳素和中国宝安的毛利率水平均在35%以上;二维碳素的毛利率水平也在一段时间的低迷后迅速攀升至了32.22%;碳元科技和凯纳股份的毛利率水平也在20%左右。总体石墨烯行业上市企业毛利率水平均较高。综合来看，中国宝安毛利率较为稳定;方大碳素毛利率水平遥遥领先但近年原材料价格不理想，导致有所下滑;二维碳素毛利率攀升速度较快。(5)综合对比将企业的产业链布局水平，经营规模，研发能力，盈利能力按0-5量化评分，数字越大，代表企业该项水平越高/能力越强。综合来看，中国宝安综合得分在各上市企业中位列第一，其次是方大碳素。前瞻观点——中国宝安领衔中国石墨烯产业综合来看，无论是产业链布局的完善程度，还是石墨烯产业经营规模，亦或是研发能力与盈利能力，中国宝安均走在中国石墨烯行业企业的前列。各方面综合实力均十分出彩，造就了其石墨烯产业全国领先的地位。以上数据来源于前瞻产业研究院《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

<三>石墨烯的动态：第一，石墨烯是由六边形结构的碳原子组成的二维结构，组成元素与铅笔芯石墨一样。都是同样的元素，导致不同性能表现的原因在于，原子排列结构不同。石墨烯的特殊结构导致它具有高强度、高硬度、高导热导电性能，以及几乎透明的光学特性。第二，单层石墨烯当前还停留在实验室研发阶段，没有大规模的商业应用案例。媒体上报道的石墨烯电池，是指多层石墨烯，距离实现产业化应用至少5年以上。多层石墨烯通常与其他材料复合应用后，呈现多样化。第三，尽管石墨烯行业处于产业初期，但依然需要密切跟踪它的研究成果，以及对于其他行业的颠覆性的影响。另一方面，也需要考虑一项技术产业化应用的时点，毕竟技术只有真正与行业真实需求相结合，它的价值才能最大化发挥。<四>石墨烯的特点以及应用领域：一，芯片领域石墨烯跟芯片有什么关系呢？1.石墨烯具有的转角结构和超导特性。2018年，科学家发现，当两层石墨烯之间有一个特别小的夹角的时候（大概1.1°），两层石墨烯的薄膜之间会交替出现超导和绝缘的区域，就像是汽油漂在水面上交替出现的彩色条纹一样。这个现象让科学家们非常兴奋。它开启了一个被称为转角电子学的研究领域，1.1°这个角度，就被称为“魔角”。而在这一次的研究中，人们发现了石墨烯一个更重磅的特性，就是通过一个小的电压变化，我们就可以控制这个超导现象的打开或者关闭。正是这个可控的特性，让科学家异常兴奋，甚至看到了未来芯片的一种可能。像我们所熟悉的各种芯片，包括电脑的CPU、手机的AI芯片，还有大量的集成电路器件等等，它最底层的结构单元，其实就是逻辑开关。所以，在遥远的地平线上，科学家们仿佛看到了一种全新的、构成芯片底层结构的可能，那就是用两层石墨烯的夹角结构，也就是“魔角”，构成逻辑开关的阵列。而且这个阵列还有一个特别诱人的特性——那就是超导。要知道现在芯片行业最头疼的一个难题，就是晶体管发热的问题。而石墨烯夹角带来的超导特性，意味着这样的材料不会发热，因此格外吸引人。不过平心而论，因为目前针对石墨烯器件的研究，普遍都在原理阶段。咱们说的这种新型芯片，距离实现看起来还非常非常远。那为什么希望这么渺茫，科学家们还费尽心思地钻研呢？这是因为，这种新型材料很有可能解决信息技术领域最大的“焦虑”——摩尔定律的极限。我们知道，所谓摩尔定律是指单位面积的集成电路数量，平均每18个月就要翻一番。在过去半个多世纪的时间里，摩尔定律一直在延续。单个晶体管的大小，从原来的几百微米，缩小到了今天的7纳米。所以，我们今天的一块手机芯片上，可以有100亿个晶体管。这些就是支持一个手机强大算力的基础设施。但发展到这个地步，用于制作晶体管的硅材料，已经遭遇了“物理极限”——如果晶体管再小下去，很可能就会出现“量子效应”——也就是说，芯片会变得不稳定、不可靠。可是人们对于算力的渴望又是无穷无尽的，就像上面说到的机器视觉超能力，也需要越来越高的算力才能实现。所以在科研领域，有不少科学家都在尝试，不用传统的硅材料作芯片，尝试其他的材料。在这些研究思路之中，有一条就是用碳基芯片代替硅基芯片，石墨烯就是其中之一。这条关于石墨烯的最新进展之所以值得关注，简单来说，就是它通过一种可控的方式，实现了石墨烯在超导和绝缘之间的切换。这个切换，让石墨烯原料成为了一种开关，它能作为一种全新的芯片原理，延续摩尔定律的发展。当然，这些都是从芯片材料的角度对于这项研究的解读。作为早期的学术研究，石墨烯转角结构很可能还会从超导原理、二维材料的设计等等其他方面，发挥意想不到的作用。更多石墨烯行业知识，请关注后期连载。来源：上海锦町实业整理，如需转载，请注明出处。

全球石墨烯产业仍处于中游专利布局阶段，下游产业链尚未形成。对石墨烯的需求主要是初级低端应用和概念推测。这两个因素共同导致目前石墨烯在全球石墨矿产资源中的应用仍是非主流应用。石墨烯作为一种替代材料还有很长的路要走。石墨烯为何成为新的材料热点石墨烯在光学、力学和电学方面比其他材料具有更优异的性能。它在各个领域都有很好的应用前景，具有广泛的应用前景。因此，近年来石墨烯已成为新材料和新能源领域的研究热点。在政策方面，2016年国家公布的“十三五”规划第23章明确了石墨烯在战略性新兴产业中的重要性，石墨烯作为高端材料进入“十三五”产品目录。此外，在工业和信息化部发布的《中国制造2025》中，国家确定了石墨烯材料的技术发展路线规划。近两年来，我国已建成4个石墨烯产业创新基地，国家领导人多次实地考察石墨烯产业化。这表明国家愿意不遗余力地扶持石墨烯产业。在政策引导和产业升级的推动下，石墨烯在我国已初步应用。石墨烯作为导电浆料和防腐涂料，已经初步形成了大规模的下游应用，具有一定的市场发展空间。通过对石墨烯相关企业的调查发现，石墨烯的制备成本和下游应用技术不足，制约了石墨烯向更深层次的发展。为什么石墨烯是所谓的“新材料之王”石墨烯是从片状石墨中分离出来的具有单碳原子结构的平面晶体材料。与其他石墨材料不同，它的碳原子排列成二维周期性蜂窝状晶格。按碳原子层数可分为单层石墨烯（单碳原子层）、多层石墨烯（2-10个碳原子层）和石墨烯微芯片（10个碳原子层<100um）。石墨烯单层膜是世界上最薄但最硬的纳米材料。石墨烯在光学、力学和电学方面比其他材料有更好的性能。在力学方面，石墨烯是人类已知的最强、最高的材料，强度约为180gpa，是普通钢的100倍。此外，石墨烯还具有良好的韧性，石墨烯片的单位面积可以承受4kg的重量，可见韧性是碳纤维的20倍；在热性能方面，石墨烯是室温下最好的导热材料，其导热系数为5300w/m·K，石墨烯的导热系数是碳纳米管的1.51倍，是铜的13倍；在电学方面，石墨烯是室温下最好的导电材料。由于其特殊的能带结构，使得电子在室温下运动的干扰小，传输质量大大提高。石墨烯在我国的应用及发展趋势石墨烯具有高载流子迁移率和高电流密度的特性。石墨烯的载流子迁移率为150000c㎡/V＜s，是工业硅片载流子迁移率的10倍。电流密度电阻为2亿a/C㎡，相当于铜的100倍。综合分析石墨烯的各种性能和特点，石墨烯作为一种替代材料在高科技领域的应用具有一定的优势，而石墨烯又被称为“新材料之王”的原因。

石墨烯概念受到追捧近年来，石墨烯概念受到追捧。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是新材料产业的先导，带动传统制造业转型升级。据悉，中国是世界第二大石墨资源国，主要分布在黑龙江、内蒙古和山东等省区。未来中国石墨烯行业3000亿市场规模石墨烯作为新材料产业的先导，在带动传统制造业转型升级，培育新兴产业增长点，推动大众创业、万众创新的作用越来越显著。据前瞻产业研究院发布的《中国石墨烯行业战略规划和企业战略咨询报告》统计数据显示，截止至2017年，中国石墨烯产业规模达到70亿元，较2015年增长了10倍还多，2018年中国石墨烯市场规模有望达到280亿元，未来五年年均复合增长率约为70.48%，发展势头十分迅猛。预测2019年中国石墨烯市场规模将达560亿元。2020年中国石墨烯行业市场规模将突破千亿元。未来五年(2019-2023)年均复合增长率约为56.39%，预测在2023年中国石墨烯市场规模将突破3000亿元，达到3350亿元左右。2015-2023年中国石墨烯行业市场规模统计情况及预测数据来源：前瞻产业研究院整理具体来看，目前在石墨烯产业中，涉及应用方面的企业最多，占比近四成。其次为研发领域，占比19%。技术服务、制备领域的企业数量各占14%。虽然目前石墨烯企业数量增长快速，涉及的产业链多个方面，但整体的经营规模较小，中小型、初创型企业占比较大，中型、大型企业相对较少，相较于庞大的前景市场仍有很大的发展空间。中国石墨烯企业分布占比统计情况数据来源：前瞻产业研究院整理中国石墨烯行业发展短板分析——面临产业化难题目前，石墨烯虽然已经走出了实验室，但是大规模商业化应用仍然面临着很多制约因素，主要包括技术、市场、成本三大制约瓶颈。首先是技术问题。包括制备、分散、应用和环保等关键技术和装备都尚未突破。虽然目前石墨烯制备技术已经有20多种，但规模化、低成本、高品质和大尺寸的宏量制备技术尚未取得实质性突破，难以满足工业化量产的需求。材料的分散技术，以及与下游工艺、工程化应用相结合的技术等都还制约着产业化进程。其次是市场问题。虽然目前各种应用产品层出不穷、百花齐放，但是缺乏真正的高品质、高附加值和体现石墨烯独特性能的杀手锏级产品，绝大多数是对传统材料进行改性或者努力替代已经成熟的材料，经过改性后的材料性能提升并不明显，或者石墨烯并不是非添加不可，个别甚至在添加之后出现不良后果，难以得到市场认可。一些研究机构或企业号称取得了突破进展，但也只不是做出了样品或实验室产品，根本没有形成商品。目前大多数石墨烯生产企业还主要是给科研机构或下游应用企业提供石墨烯试用品。如果下游应用市场没有激活，石墨烯就很难产业化。最后是成本问题。目前大多数企业尚处于小批量生产的探索阶段，还不能形成稳定的规模化生产能力，没有资金的回笼；且企业前期的研发投入资金量大、周期长，应用市场没有打开，所以不论是材料本身，还是应用产品的成本都很高，这都阻碍了石墨烯进一步走向市场。2、关键技术有待突破经过多年的自主研发，石墨烯的生产技术、工艺装备和产品质量均取得重大突破，但是石墨烯规模化生产技术成熟度依然较低，普遍存在不同批次石墨烯产品质量不稳定、性质差异性大的问题。石墨烯粉体方面，目前商业化的石墨烯产品普遍存在尺寸和层数不均匀、单层石墨烯含量低、比表面积远低于理论值、没有分级、成本高等问题，无法真正体现石墨烯的各种优异性能；结构完整的石墨烯表面不含有任何基团，与其他介质的相互作用较弱，很难分散于溶剂中，更难与其他有机或无机材料均匀地复合。石墨烯薄膜方面，现有产品存在无法避免的因生长过程导致的结构缺陷和因转移过程导致的表面污染，普遍电阻较高，无法应用在本应适合匹配其优异电学性能的领域。在电子信息、生物医药、节能环保等战略高技术领域方面，基本上已经被美、欧、韩、日所垄断。特别是我国石墨烯企业基本上以小微企业和初创企业为主，资金投入匮乏、研发实力薄弱、市场开拓能力不强，在破解石墨烯技术瓶颈、推进石墨烯材料应用、扩大石墨烯产业规模方面力度不足。如果没有良好的技术创新研发和成果转移扩散机制，必将导致长期发展乏力。3、应用市场有待拓展石墨烯从发现至今仅有10多年时间，是一种比较“年轻”的材料。从应用现状来看，石墨烯主要是实现了初步应用，大多数产品属于利用石墨烯与原有材料相结合提升产品性能，技术门槛相对来说比较低，同质化情况比较严重。石墨烯下游应用产品虽然已经初步产业化，但是真正意义上的“杀手级”应用仍然没有诞生。我国石墨烯产业的专利虽然众多，但多数为本土专利申请，国外专利技术布局相对薄弱，极少数能被国外专利引用，且超过四分之三的专利来自于学术机构，企业在石墨烯研发方面的参与度还有待进一步提高，高价值高质量的核心专利不多，技术与市场之间的供需还不匹配，技术研发、转移扩散和首次商业化链条还有待打通。4、标准体系有待完善石墨烯标准体系方面，目前石墨烯及其相关产业日益成为资本市场中炙手可热的概念。但是由于标准体系建立时间短，立项的标准较少，石墨烯材料分类、术语、检测方法等方面的国家标准、以及石墨烯产品的团体标准或行业标准都比较缺乏。致使市场上石墨烯相关产品鱼目混珠，产品质量参差不齐的现象非常严重。很多企业实际根本不具备石墨烯规模化的生产能力，却借助石墨烯概念过度炒作，严重影响了石墨烯产业的良性发展。因此，我国亟待建立石墨烯标准体系，包括石墨烯资源、石墨烯应用、环境保护、加工设备等不同方面的标准体系覆盖，以早日规范和指导石墨烯行业健康持续发展。中国石墨烯行业发展趋势分析——国家及地方利好政策加速产业化进程我国石墨烯的发展得到了国家和各级地方政府的大力扶持，自2012年起我国已经累计出台10多项石墨烯产业相关政策，并且支持力度仍在不断加大。2016年8月，国务院出台的《十三五国家科技创新规划》明确重点发展以石墨烯等为代表的先进碳材料。2017年1月，工信部、发改委、科技部、财政部联合发布了《新材料产业发展指南》，对石墨烯、超导材料等提出了任务要求，提出大力发展石墨烯产业。2017年4月，科技部发布《十三五材料领域科技创新》，明确指出了石墨烯碳材料技术发展领域：单层薄层石墨烯粉体、高品质大面积石墨烯薄膜工业制备技术，柔性电子器件大面积制备技术，石墨烯粉体高效分散、复核与应用技术，高催化活性炭及材料应用技术。深圳、广西、福建、四川、宁波、重庆、黑龙江、常州、无锡、宁波等地方政府均相继出台了针对石墨烯产业的专项政策、发展规划，并明确了未来的产业发展目标，广西省还颁布了全国首个石墨烯系列地方标准以引导产业发展。随着地方政府的积极介入，石墨烯产业已经初步形成政府、科研机构、研发和应用企业协同创新的“官产学研”合作对接机制，良性发展态势有助于石墨烯企业充分享受地方政策、税收优惠以及资金支持，未来产业化发展有望加速。2、性能优良且应用前景广阔石墨烯具有许多先进材料所不及的优良性能。目前世界上纳米材料的坚硬程度均不及石墨烯，其强度为钢材的200倍；石墨烯具有多孔结构，比表面积为2630m2/g，可与活性炭相媲美；石墨烯具有优异的导热性能，其导热率与碳纳米管不相上下；石墨烯还具有优良的导电性，常温下的载流子迁移率能够达到硅的100倍，是目前世界上电阻最小的材料；石墨烯对光线的吸收率仅为2.3%，可以用来制造显示器的屏幕等设备。石墨烯的应用领域十分广泛。传感器领域，石墨烯在传感器领域已经得到广泛的应用。石墨烯高反馈速度、极短的响应时间等特点极大的提升了传感器的各项性能，并能制作出功能不同的传感器。储能和新型显示领域，石墨烯之所以能够作为透明导电的电极材料，是因为其拥有极好的透光性和导电性，其在柔性触摸屏、光板、太阳能电池板等方面得到了较多的应用。半导体材料领域，因为石墨烯有极好导电性，所以石墨烯有望代替硅。其极低的电阻率可以有效降低电路板中的电感现象，增强电子计算机的性能，减少耗电。生物医学领域，石墨烯以及其衍生物在生物医学领域起到了重要的作用。石墨烯具有易于固定蛋白质并保持其活性的特性，可以用来制作生物传感器。石墨烯的批量化制备难题如果能够得到有效解决，其在很多领域都将有更加广阔的应用及发展空间。3、行业进入快速发展期经过近几年的蓬勃发展，石墨烯产业正从导入期步入到成长期阶段，我国石墨烯产业已经从基础材料研发向应用产品开发方向转变，目前国内从事石墨烯应用产品开发的企业众多，从上市公司到初创企业纷纷涉足石墨烯领域；石墨烯制备技术，如氧化还原法和CVD渐成主流，目前石墨烯产品价格具备工业化使用的条件；另外，石墨烯在复合材料等领域的应用已日益成熟，市场增长快速，如手机触摸屏、锂离子电池、超级电容器以及增强塑料、防腐涂料、石墨烯温控材料等复合材料领域；石墨烯属于非标产品，瞄准高端应用市场，需要满足下游客户定制化需求，与客户关系密切，这也增加了市场的壁垒；近几年来，围绕石墨烯标准制定的工作也在紧锣密鼓地进行着，标准的陆续出台亦将对石墨烯产业的快速健康成长发挥有力促进作用。4、产业集群逐步扩大从产业集聚度来看，国内目前的石墨烯公司大多分布在东部沿海一带，尤其是长三角、珠三角、京津冀鲁聚合区。其中，珠三角地区以深圳为核心，有着全国最好的石墨烯应用市场，在能源、新材料、电子信息、可穿戴设备、电动汽车等诸多领域产业集群发达。京津冀石墨烯产业联盟也在积极整合三地资源，加速推进低成本石墨烯及装备技术的产业化进程，形成京津冀战略性新兴产业高地。山东地区的石墨烯产业主要集中在青岛和济宁两地。经过几年的发展，山东省已初步形成从石墨烯原材料、设备到应用领域的产业链雏形。而江苏作为国内较早发展石墨烯的省份，已形成“1+1+4”的产业创新格局，即以江苏省石墨烯产业技术创新战略联盟为产学研合作载体，以江南石墨烯研究院、江苏省产业技术研究院石墨烯材料研究所等为产业创新基地，在常州、无锡、泰州、南京四市形成石墨烯产业集群纵横相连的产业创新布局。浙江省宁波市作为国内最早开展石墨烯研发和产业化的地区之一，已在石墨烯技术创新与产业发展方面具备了显著的先发优势、深厚基础和良好环境，在石墨烯微片和石墨烯薄膜的制备及应用领域均有多项突破，形成全链条发展模式。（文章来源：前瞻产业研究院）

【来源：经济日报】石墨烯是最炙手可热的新材料之一，在半导体产业、光伏产业、航天、军工等传统领域及新能源、新材料等新兴领域发挥着日益重要的作用。当前，福建已经形成多地分布式发展的石墨烯产业格局。 2016年，福建省政府、厦门市政府、厦门大学三方共建能源与石墨烯创新平台，开展了国家级实验室的实质性培育建设并取得初步成效；2016年10月，三明市在福建省政府的战略部署下，将三明经济开发区贡川园区重新定位为石墨和石墨烯产业园；2017年7月，福建省人民政府印发《福建省石墨烯产业发展规划（2017—2025年）》，配套政策的出台为福建石墨烯产业的发展奠定了坚实的基础。 闽西南协同发展区的推进给石墨烯产业的发展注入了强大的动力。其中，厦门大学嘉庚实验室因石墨烯相关专业的高度集聚而备受关注，三明市则有石墨烯产业园作为支撑。两地之间协同发展、优势互补，打开了闽西南人才合作通道，推动石墨烯项目实现产业化协同发展。 嘉庚实验室由中国科学院院士田中群牵头筹建，自2016年以来，该实验室已经和宁德时代、天马微、恒申、安踏等省内外30余家龙头企业开展产学研合作，通过研发代工、技术入股、自主孵化等多种模式开展成果转移转化，在新能源汽车动力电池、石墨烯新材料、国产仪器装备等领域孵化创办了一批高技术企业。 在闽西南协同发展区相关政策推动下，厦门、三明两市的石墨烯产业发展势如破竹。厦明火炬新材料产业园、永安市石墨和石墨烯产业园纷纷崛起。目前，三明永安石墨和石墨烯产业园已设立厦门大学石墨烯应用工程实验室，并实现研发成果应用；嘉庚创新实验室团队通过技术服务、共建联合实验室、联合创办企业等方式，与漳州、泉州、龙岩、三明等地企业开展合作项目20多个。 在厦大翔安校区石墨烯展览区，石墨烯发热护具、水性石墨烯皮革、石墨烯化妆品等一系列衍生产品向来往参观的人展示它在各个领域的运用成果。其中，在装备技术领域，厦门普识纳米科技有限公司为食药、农业、卫生、渔业等领域用户提供国际引领的先进光谱检测技术与方案；在新材料领域，厦门晞和科技有限公司开展石墨烯导电油墨在大健康、节能环保等领域的应用；在新能源汽车领域，益舟新能源有限公司率先实现了锂电池用功能隔膜材料的国产化。随着闽西南协同发展的深入推进，一个个依托石墨烯发展起来的企业慢慢崭露头角，在闽西南落地生根。 “石墨烯产品的市场前景好，目前我们公司在该项目总投资5.1亿元。项目全部建成后可实现年产值5亿元，实现税收1500万元，带动就业100人。”福建省康碳复合材料科技有限公司总经理助理吴彪告诉记者，科技创新企业未来发展需要依靠自身技术优势在石墨烯领域持续深耕，不断推进产学研用国家化协同创新，深化产业链协作。有了闽西南协同发展产学研合作机制，未来石墨烯产业化应用前景将会越来越广阔。

来源：经济杂志为全面了解我国石墨烯产业发展现状，摸清行业发展脉络，为国家未来石墨烯战略规划和政策制定提供决策支撑，2019年2月由北京石墨烯研究院（BGI）牵头，刘忠范院士任组长，联合工信部赛迪研究院、《经济》杂志社、中关村石墨烯产业联盟、中国国际石墨烯资源产业联盟等单位组成全国石墨烯产业发展战略调研组。调研组历时5个月（2019.2.27-7.24）、实地考察了9个省市、18座城市，深入74家企业和相关机构（研发机构、生产企业、平台、检测机构等），通过召开座谈会、现场调研等形式，全面了解我国石墨烯产业的市场、技术、产品、企业等发展情况。我国石墨烯产业发展“喜忧参半”产业全球领先，总体规模不大。我国石墨烯产业化走在世界前列，初步形成了以新能源、涂料、大健康、节能环保、化工新材料、电子信息为主的六大应用领域，市场规模分别为65亿、8亿、6亿、6亿、5亿和4亿。技术专利增速放缓，核心技术尚未突破。我国的石墨烯相关专利申请始于2004年，至2010年后开始增长迅速。2014年-2019年，我国石墨烯相关的专利数量始终位居全球首位，2019年占到全球的70%以上。近两年虽然还保持快速增长态势，但增长速度明显放缓。2018年增速为7.4%，为历史最低。不仅如此，我国石墨烯相关的论文引用率、国际发明专利等方面与发达国家相比还存在大而不强、多而不优等问题，行业认可度、成果影响力等有待进一步提升，核心技术并没有取得突破性进展，石墨烯产业生态尚需由“量”到“质”逐渐转变。产品品种高度集中，同质化竞争严重。近八成下游产品集中在石墨烯加热器、石墨烯理疗产品、石墨烯可穿戴产品、石墨烯涂料、石墨烯导电添加剂等领域，技术门槛相对较低，同质化现象严重，产品附加值偏低，再加上石墨烯制备成本相比传统材料仍然偏高，目前的应用产品并没有市场竞争力，而且可替代性和同质性明显。不仅企业的名称上雷同，如企业名称冠以烯旺/烯望、烯碳、墨烯等的不少，而且产品大都是保健品（护膝护腰护眼、面膜、保暖服饰），散热器、地暖、电暖画，电池负极材料、导电浆料等。企业分化加剧，优胜劣汰的速度加快。近年来，石墨烯相关的企业、机构上万家，但规模都不大，主要以初创期的中小微企业为主，尚未形成自我造血功能，也难以统计。截至2019年4月，在工商部门注册，涉及石墨烯相关业务的企业及单位数量达到10474家。但实际开展业务的仅3000多家。2015年开始石墨烯相关企业死亡率上升，2018年接近3.03%，死亡企业中有一半以上存活时间不足2年。我国石墨烯产业化全球领先，但是在标准制定方面仅仅是跟随。目前正在制定国标7项，地方标准5项，行业/企业标准近40项，参与了2项国际标准的制定；标准制定牵头单位包括冶金标准研究院、中国建材规划院、国家纳米中心、石墨烯相关联盟等，力量分散，缺乏统筹，各自为阵；相关的检测机构也不少，既有国家批准的国家石墨烯检测中心，也有各类正规的质检机构等，但由于产业整体规模不大，真正的检测需求并不多。已经发布的两项石墨烯相关标准还受到质疑，认为是翻译了ISO的。集聚态势初现，集群优势不突出。我国石墨烯产业初步形成“一核两带多点”的总体空间格局。“一核”是指以北京为核心，打造国内石墨烯技术研发的重要引擎，主要有BGI、BGTI、清华、北大、中科院、北理、北化等研发机构。“两带”是指东部沿海地区（山东、江苏、上海、浙江、福建、广东等）及内蒙古-黑龙江地区，主要利用资源、产业、人才、市场优势，促进产业聚集。“多点”是指四川、重庆、湖南、陕西、广西等的一些地区依托其资源、人才优势，发展石墨烯产业。通过调研，调研组对主要省市的石墨烯产业发展状况进行了概括。根据Gartner技术成熟度曲线来看，我国石墨烯产业发展整体上仍然处于产业化初期阶段，在这一阶段，需要政府的支持、企业远见与不懈坚持以及加强资源整合。虽然石墨烯产业的发展并不乐观，但是经过10多年的发展，我们也看到了一些可“喜”的地方：一是不论企业、研究机构、投资机构，都开始趋于理性。经过多年的发展和大浪淘沙，留下一些真心想做石墨烯、在持之以恒地做石墨烯的企业和机构，这是产业发展的宝贵资源，有助于产业健康持续发展。石墨烯企业开始调整产品结构，缩减利润低的业务和方向，不断升级、优化产品系列。如第六元素缩减了石墨烯触摸传感器业务，剥离了石墨烯加热膜业务，聚焦主业石墨烯粉体；一些蹭热点的企业退出石墨烯行业。从事石墨烯的研究机构数量也在减少，有的退出石墨烯研究。从投资机构来说，2018年投资并购金额仅15.32亿元，相比2017年的42.9亿元，大幅下降。二是涌现出了一批坚持不懈的研究者、企业家。一些研究人员（包括院士）、企业家坚持10多年，持之以恒地在推动，初步凸显工匠精神。三是更加注重协作。各地纷纷成立创新中心，由企业、科研院所和高等院校等各类创新主体自主结合，开展协同创新；专利合作也不断加强，如清华大学有29%的专利是与其他企业合作申请的，合作的企业不仅有国家电网等大型国企，也包括宁波墨西、杭州高烯等中小型企业。在调研中，我们也看到了一些值得忧虑的地方：一是至今仍未能找到真正体现石墨烯特性的应用，石墨烯的高性能和价值难以体现；二是绝大多数企业迟迟没有收入，能坚持多久，有多少能坚持下来，是一个很大的问题；三是以初创型的中小微企业为主，缺乏龙头企业，特别是下游龙头企业的参与，难以得到市场的认可，应用市场难以打开；四是产业发展环境有待优化。同质化、低水平重复现象突出、产业园区盲目建设、检测标准尚未建立，市场产品鱼龙混杂，经费投入分散且严重不足，缺少整体布局和统筹规划。发展石墨烯产业的3点建议做好材料，避免成为资源和初级原材料的供应国。目前很多石墨烯企业陷入传统产业的发展套路：使劲地拼价格，降低成本，而材料的品质没有真正做好。用心做好材料的企业和研究机构不多，大都在开发应用产品，企图替代原有已经很成熟的材料，或者拼价格。一些企业成为其他国家企业和研发机构初级产品的供应商。加强资源整合，包括跨区域和产业链上下游整合同其他新材料一样，石墨烯也面临着推广应用难的问题。工信部在石墨烯“一条龙”应用计划中，也提出要立足石墨烯材料的独特性能，针对战略性新兴产业发展需要，引导生产、应用企业和终端用户跨行业联合验证功能齐备、可靠性好、性价比优的各类石墨烯应用产品。按照工信部《制造业2025》的部署，建立1个国家级石墨烯制造业创新中心。解决高品质石墨烯粉体与石墨烯薄膜的可控与规模化制备共性技术难题，设计研发规模化制备关键设备，打造不低于5个石墨烯示范应用产业链。但是，目前各方提出的建设方案对国家建设制造业创新中心的意图理解不到位、资源整合力度不够，下游应用企业参与积极性不高、运作机制不明晰。加快突破关键技术，推行“石墨烯+”目前制约石墨烯产业快速发展仍然是技术问题，包括大规模低成本宏量制备技术、分散技术、复合技术和应用技术等，需要整合资源，加大攻关。同时，充分发挥石墨烯材料的独特性能，与传统产业结合，推动“石墨烯+”，促进传统产业转型升级，培育新兴产业。此外，规范产业园区建设、完善标准体系、加强国际交流合作。文/工信部赛迪研究院 宋显珠 肖劲松

石墨烯是一层石墨。值得一提的是，它的晶体结构是二维的。换句话说，石墨烯中的原子是平的，就像桌子上的台球。就像石墨一样，每一层石墨烯都是由碳的六边形“环”构成的(像许多苯环连在一起，只有更多的碳原子取代了边缘的氢原子)，形成了蜂窝状的外观。因为这些层本身只有一个原子高，所以你需要一堆大约300万个这样的层来制作石墨烯1mm厚!。石墨烯是一种令人惊奇的纯物质，这主要归功于它简单有序的结构，它的结构是紧密的，有规律的，原子结合的，碳是非金属的，所以你可能希望石墨烯也是一种。事实上，它更像一种金属(尽管它导电的方式非常不同)，这使得一些科学家将其描述为半金属或半导体(导体与绝缘体之间的一种材料，如硅和锗)。即便如此，也要记住石墨烯是非常特殊的，而且很可能是独一无二的。“石墨烯”一词有时与“碳纳米管”或“碳纳米管”互换使用。碳纳米管就是它们听起来的样子:石墨烯薄片被卷成纳米管。管的壁是一个单一的原子厚度，但是管整体比普通的线性石墨烯更稳定，对其他物质的反应更少。许多研究人员已经发现使用CNT技术取得了更大的成功，但由于碳纳米管是由石墨烯制成的，许多最有前途的应用仍然被制造中基本的低效率所阻碍。这是一个已知的结论，石墨烯将改变世界——唯一的问题是它是否会直接或间接地改变世界。实际上，以石墨烯技术来影响世界的市场，肯定会出现在卡片上。但也很容易想象，针对每个特定的石墨烯类应用程序量身定制的各种特定的石墨烯类材料，平均可以打败石墨烯本身。尽管如此，即使所有的材料都能激发新一代的二维材料科学，在塑造现代科技的面貌方面，它也将是极其重要的。如果你曾经用软铅笔(类似于4B)乱画过，你就会知道石墨是非常柔软的。这是因为碳棒内部的碳层很容易被刮掉。但是这些层中的原子紧密相连，就像碳纳米管(和石墨不一样)，石墨烯超级强——甚至比钻石还强!石墨烯被认为是迄今为止发现的最强的材料，比钢强200倍。引人注目的是，它既硬又有弹性(像橡胶一样)，所以你可以用惊人的数量(它的原始长度的20- 25%)来拉伸它，而不破坏它。这是因为石墨烯中碳原子的平面可以相对容易地弯曲，而不需要原子的分裂。没有人知道该如何处理石墨烯的超强性能，但一种可能的可能性是将其与其他材料(如塑料)混合，使复合材料变得更结实、更结实，而且比我们现在所拥有的任何材料都更薄更轻。透明，导电，超薄石墨烯薄膜，作为无所不在的金属氧化物玻璃电极用于固态染料敏化太阳能电池的替代品。这些石墨烯薄膜是由脱落的石墨氧化物制成，其次是热还原。所获得的薄膜具有550 S/cm的高电导率和超过70%以上的透明度，超过1000 3000 nm。此外，它们还显示出高的化学和热稳定性，以及具有可调润湿性的超声表面。想象一辆有超强、超薄、超轻塑料车身的汽车，用石墨烯加固;这就是我们所设想的，在未来被这种神奇的材料所颠覆的东西