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石墨烯已有70多年歷史，但是從發(fā)表的文章來看，2004年起，石墨烯從實驗室真正地被分離出來。石墨烯從粉體、到單層擁有很多優(yōu)異的物理特性，最薄、最強(qiáng)、最輕、最柔、電流密度耐性最大等等?；诰哂袃?yōu)異的性能，預(yù)測到石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，從電子信息、新能源、涂料、生物工程到復(fù)合材料，包括大部分產(chǎn)業(yè)。
什么是石墨烯
石墨烯是由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體。作為目前發(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，石墨烯被稱為“黑金”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。
在2015年石墨烯發(fā)現(xiàn)之前，石墨烯既是最薄的材料，也是最強(qiáng)韌的材料，斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20%.它是目前自然界最薄、強(qiáng)度最高的材料，如果用一塊面積1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的貓。
石墨烯目前最有潛力的應(yīng)用是成為硅的替代品，制造超微型晶體管，用來生產(chǎn)未來的超級計算機(jī)。用石墨烯取代硅，計算機(jī)處理器的運(yùn)行速度將會快數(shù)百倍。另外，石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的氣體原子也無法穿透。這些特征使得它非常適合作為透明電子產(chǎn)品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發(fā)光板和太陽能電池板。
石墨烯的瓶頸
9月12日，石墨烯板塊大幅度升正泰電器漲6.11%、欣旺達(dá)漲5.00%、東旭光電漲2.08%、寶泰隆漲1.89%、中鋼國際漲1.13%.顯然，石墨烯這塊寶藏帶動各行各業(yè)上市公司的業(yè)績攀高。
盡管石墨烯應(yīng)用很廣，但困難很多。到現(xiàn)在為止國內(nèi)真正規(guī)模型的應(yīng)用還沒有。例如，石墨烯在鋰電電池方面并沒有帶來革命性的進(jìn)展，它只是有改進(jìn)，比如說它的導(dǎo)電率提高，實際上就是解決了充放電速度問題。為何還沒有被應(yīng)用，主要是由于石墨烯價格太高，還有上下游銜接技術(shù)轉(zhuǎn)化較薄弱，應(yīng)用到下游需要很多的投入和開發(fā)，這些都存在障礙。
9月8日，中國經(jīng)濟(jì)信息社在江蘇常州發(fā)布了《石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指南（2016）》，報告上也指出，目前中國石墨烯發(fā)展的瓶頸主要有下游應(yīng)用領(lǐng)域的開拓集，除此之外，還有高質(zhì)量石墨烯實現(xiàn)低成本制備、石墨烯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證以及應(yīng)用石墨烯材料特性的電子器件研發(fā)等問題。未來石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，亟需加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，使石墨烯材料研發(fā)制備環(huán)節(jié)與下游應(yīng)用需求緊密結(jié)合。
國內(nèi)石墨烯應(yīng)用并不樂觀，但石墨烯產(chǎn)業(yè)的前景已十分明朗，政策扶持也將加快石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用速度?！吨袊圃?025》是我國邁向制造強(qiáng)國的路線圖，提出我國石墨烯材料未來10年的發(fā)展目標(biāo)。前沿新材料中的石墨烯重點(diǎn)產(chǎn)品包括鋰電池電極材料、防腐涂料、柔性電子用石墨烯薄膜、光電領(lǐng)域用熱界面等。
市場前景預(yù)測
據(jù)相關(guān)專家經(jīng)過調(diào)研，預(yù)計2016年下半年石墨烯產(chǎn)業(yè)將是“粉”“膜”登場，應(yīng)用的行業(yè)包括防腐涂料、導(dǎo)熱塑料、石墨烯EPS、消費(fèi)電子散熱片、超級電容器及鋰電池等。目前，石墨烯在復(fù)合材料中明確的應(yīng)用領(lǐng)域有防腐涂料、改性塑料。
在防腐涂料領(lǐng)域，據(jù)市場預(yù)計，2015年我國常規(guī)防腐涂料、重防腐涂料產(chǎn)量分別達(dá)到300萬噸和150萬噸左右，防腐涂料總產(chǎn)量達(dá)到450萬噸左右；到2017年或可達(dá)600萬噸。按千分之一的石墨烯用量、100萬元/噸計算，到2017年其潛在市場規(guī)模為60億元?？梢姡栏苛蠈τ谑┑男枨罅恐鹉晏岣?，未來石墨烯的應(yīng)用前景十分可觀。
石墨烯改性塑料應(yīng)用廣泛，市場空間大。以PVC材料為例，我國每年P(guān)VC塑料產(chǎn)量約為1800萬噸，按1%的PVC材料添加5%的石墨烯來測算，單PVC塑料領(lǐng)域?qū)κ┑男枨缶陀薪咏f噸級別。除塑料材料之外，其他高分子材料如橡膠等對石墨烯的需求量也十分巨大。
石墨烯產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵是發(fā)揮石墨烯的材料特性，尋找高性價比應(yīng)用。顯然，石墨烯產(chǎn)業(yè)化大幕即將拉開。預(yù)計以石墨烯新材料應(yīng)用創(chuàng)新推動傳統(tǒng)行業(yè)升級將是未來的主旋律。