本届北京冬奥会活跃场馆的温度最低可达零下30多摄氏度，而高科技质量石墨烯有效急救了任务人员和5G转播修立等抗拒低温离间。在通电的景况下，石墨烯孕育的热能以平面体制均匀地辐射出来，或许很好地被人体吸取，滋长由内而外的暖和。

　　石墨烯的出现者之一、2010年诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆(Andre Geim)如此描绘石墨烯：“石墨烯对好多人来叙就像爱丽丝仙境一样，出格神奇。”

　　石墨烯是刹那发明的最薄、最死板，导热、导电功能最好的一种新型纳米质料，它的热传导能力是金刚石的两倍以上，呆板强度比钢铁强200倍，导电性比银和铜还强，被称为“黑金”以及“新质地之王”。

　　动作碳原料家眷的新成员，石墨烯与石墨、金刚石雷同，都是碳的同素异形体。石墨烯从来就保存于自然界，不过难以剥离出单层结构，1毫米厚的石墨粗略蕴藏300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹能够即是数不清几多层的石墨烯。

　　2022年2月17日，北京石墨烯技艺摸索院展厅内浮现的石墨烯材料。图｜视觉中国

　　1987年，法国《矿作古学》杂志的一篇论文中开首发明“graphene”（石墨烯的英文名称）一词，用于描绘单层的石墨片层。然则，这个概思在提出后并没有引起多少人优待石墨烯自身，而是多用于描画日本科学家饭岛澄男出现的碳纳米管。

　　在其时，石墨烯之于是没能得回足够的体贴，是理由早在70多年前，理论探究就注脚，完竣的二维圈套晶体无法在非完全零度的状况中安宁生活。

　　有理论认为，物质的熔点会随着其尺寸的减小而减小，当物质的尺寸达到原子级别时会变得很不舒适，方向于瓜分成岛状机合或瓦解。石墨烯步履一种原子厚度级的二维晶体质料，鲜明违背了这个理论，好多科学家就留步了。

　　1979年，科学家在真空条款下加热掺有碳的单晶镍时，在分歧的温度下分化检测到了薄层墨片和较厚的石墨片的天赋；

　　1988年，科学家在欺骗蒙脱土片层间的二维缺陷制备高定向石墨的通过中，旁观到了石墨烯的生计，不过那时所制备的石墨烯只能拜托于模板而生活。

　　直到2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）

　　和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）用一种十分纯粹的操演举措冲突了科学家们的理论认知。

　　全部人从高定向热解石墨中剥离出石墨片，尔后将薄片的两面粘在一种十分的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。就如斯平昔专揽，薄片越来越薄，末尾获取了仅由一层碳原子构成的薄片，这便是石墨烯。

　　原本，实践室里用胶带粘石墨是旧例独霸。源由石墨是片状结构，需要用仪器阅览石墨时，研究员平常会用胶带去除石墨表层，从而表示一个明净的外貌。盖姆从云云的平居独揽中，阅历遐想力完成了一个不可能的做事。

　　2004年10月，我们的索求小组在《科学》杂志上告示了这一摸索功劳，滚动了科学界。6年后，两位发明者就纠合获取了2010年诺贝尔物理学奖。

　　【注：本征半导体（intrinsic semiconductor）是指通盘不含杂质且无晶格毛病的单纯半导体，日常是指其导电要由质料的本征引发决议的单纯半导体。】

　　在光学透过性方面，单层石墨烯对太阳光的采纳率仅为2.3%，几乎是一共通明的。

　　单原子层的额外机合付与了石墨烯极大的比外面积，单层石墨烯的理论比外观积可达2600平方米/克。

　　盖姆说：“它是有史此后强度最大的物质，是大家所知叙的最褂讪的质地，它依然拉伸强度最好的晶体。虽然，它的超强职能还不止这些，但这曾经让人十分惊诧了。”

　　2020年4月23日，中国科学院山西煤炭化学研究所内，探索人员研制石墨烯新能源材料。图｜视觉中国

　　近些年来，航空航天家当对复闭质量的功能提出了更高的仰求，而具有高强度、高导热、抗电磁滋扰等机能的石墨烯应用前景宽阔，可操纵于大型微波暗室用吸波质量、飞行器与军火平台隐身、轻质复关质量、抗雷达滋扰线缆、航空航天热处置格式、飞机轮胎、雷达电磁樊篱等范围。

　　在光伏财富中，石墨烯能够依靠其进步玻璃透光率与玻璃自纯洁能力，到达进一步提拔组件功率、提升组件发电能力的标的。就自清洁势力而言，常见的组件技巧时时只齐全超亲水也许光触媒成绩，而将这两种技术完善妥洽在全面的只要石墨烯手艺。

　　在军工范围，补充了石墨烯的复合质地或许很大程度加强耐撞击性，或许利用在空投箱、子弹箱、装甲车辆上，替换钢铁部件；可以用于筑立防弹头盔、防弹背心；还可以操纵到上岸舰艇，从而知足轻量化、抗撞击、防弹的特别吁请。凭借电磁屏障素质，石墨烯也或许用来做隐形飞机、隐身材料……

　　在生物医药界限，石墨烯的运用紧张集结在生物传感器、药物载体、光泽疗法及生物成像等方面。举个例子，人体能发射远红外光，而石墨烯具有超高的载流子蜕变率，远红外光投射到它上面后出现的电子能够被急速地收集。如斯，戴上用石墨烯镜片制成的眼镜，就不妨在夜里看清整体器具。另外，还不妨收集行使者自己的血糖、脑电等生理数据。

　　在电子音问界限，石墨烯潜在的利用主要齐集在柔性揭示和触摸屏、传感器、RFID、散热质地等范畴。传统通明导电膜多半采用ITO质量，ITO含带毒性的少有元素铟，而且价值兴奋，坏处柔韧性。因此，不少厂商已在筑设新型的通明导电膜。且则ITO的更换质地有金属网格、碳纳米管、纳米银线等，但它们均有分化秤谌的坏处，这给石墨烯供应了足够的替换空间。

　　盖姆在取得诺贝尔奖之后曾到访三星公司，当看到三星公司方式的石墨烯产品路线个异常职能行使的时代，全班人以为最靠拢合理墟市价格的应用之一是其柔韧性极好的触摸屏。

　　在环保规模，盖姆探究发明氧化石墨烯薄膜可樊篱除水以外一概其你们分子，由此发觉石墨烯有望用于制备过滤东西料，从而在海水净化、污水办理等方面杀青应用。

　　不只这样，科学家对石墨烯最后庖代硅成为荧惑机芯片的根底材料，也持乐观态度。

　　对付凡是人的平素生活来谈，盖姆一经用塑料来类比过石墨烯，大家认为石墨烯也许建造出种类孔多的质地，就相通塑料一样，将来不妨操纵到生存中的各个边际。科研人员也发明石墨烯可用做绷带、食品包装以至抗菌T恤。

　　又有一些科学家有着更浩瀚的理想，全班人将设备2.3万英里长的太空电梯的梦想，也依赖在石墨烯上。

　　据统计，所有人们国石墨矿储量占到六合总储量的75％，具备振作石墨烯家当的资源根蒂。2004年至2013年，所有人国石墨烯处于试验室探求阶段，索求的产品征采晶体管、调制器、导电管等。

　　2013年起，石墨烯商品动手发明。由于制备技艺还不可熟，惟有少少对石墨烯材料乞请不高的产品杀青商品化，如锂电池、石墨烯散热薄膜等，但这些产品俗气须要不大，主要更换少许守旧质量。在此光阴，2012年工信部公布《新质地物业“十二五”昌隆规划》，策划中的前沿新质量就搜求石墨烯。

　　电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料：较现有质量充电岁月减弱50%以上，续航里程升高1倍以上；

　　柔性电子用石墨烯膜：性价比高出ITO，且具有高超柔性，可宽广运用于柔性电子周围；

　　光电界限用石墨烯基高本能热界面材料：石墨烯基散热原料较现有产品本能提高2倍以上。

　　满堂冲破石墨烯的范围制备技术：石墨烯粉体的分开手艺，石墨烯基电极质地的复合技巧。

　　2016年，科技部印发《“十三五”质料界限科技创新专项筹划》，提出要强盛单层薄层石墨烯粉体，高品格大面积石墨烯薄膜物业制备技巧，柔性电子器件大面积制备手艺，石墨烯粉体高效分隔、复合与操纵技艺，高催化活性纳米碳基质量与应用工夫。

　　从这一年起，我国石墨烯企业数量速速增加，仅当年宇宙新增挂号石墨烯相关企业数量就达704家，同比增加113%，个中多以研发为主，有性质性生意收入的企业数量仅为125家。

　　逗留2020年6月底，全部人们国在工商个别立案的、商业限制搜集石墨烯联系营业的企业一经达到了16800家。寰宇创制石墨烯资产园29个，石墨烯探索院54家，石墨烯工业改进焦点8个，石墨烯定约12个，传布在21个省市。

　　“国外更多体贴的确走漏石墨烯新质量天性的异日型技能研发，而中原则异常珍惜近期的合用性产品的设备。” 中国科学院院士、北京石墨烯追求院院长刘忠范说。

　　刘忠范还介绍，且自，中原石墨烯工业有“三大件”，约占总体资产的90％：一是新能源，将石墨烯用作锂离子电池的导电添加剂，使电池充电快度更快，电容量也有提拔；二是增补进防腐涂料，删除防腐涂猜中较贵的锌的含量，同时提拔防腐功能；三是大健壮领域，比方诳骗其导热性能开发眼罩、护膝等理疗产品。

　　石墨烯一经发现就在天下各国备受追捧，在本钱商场更是追逐的中央，这也导致了千变万化的石墨烯概思和运用被炒作过热。

　　例如，上周科学家刚刚揭晓一篇对待石墨烯离子筛功能的作品，本周资本墟市就会联想到海水淡化的市值，相干股票马上暴涨。

　　许多企业号称的石墨烯新品，只是往产品里面参与了少量石墨烯，降低了关联职能，石墨烯扮演的多是补充剂的角色，新品也很难能被以为是确切的石墨烯产品。

　　2018年的《前辈材料》上曾揭晓一篇著作，作者之一是石墨烯诺贝尔奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫。这篇文章中，索求者们叙述了来自美洲、亚洲和欧洲60家公司的粉体石墨烯样品，出现大多数公司的样品中石墨烯含量低于10％，并且没有一家样品中石墨烯的含量超出50％。

　　其它，石墨烯的极强导电性、强度、透光性和导热性等性格，但是单原子厚度石墨烯的微观性能，而当下伪石墨烯概念炒作，将石墨烯的微观功能轻浮为宏观机能。

　　比方，石墨烯的厚度只有0.35纳米，即使是1毫米厚的钢板，也是石墨烯厚度的200多万倍。尽管石墨烯强度较高，也要几千层石墨烯叠加在悉数才华接受1毫米钢板所能接受的力量。

　　庄重意思上说，只有单层石墨片才是真正的石墨烯，但从应用的角度谈，熟稔的共识是，10层以下可称为石墨烯。石墨烯一旦叠加大略高出10层，就会失踪大多数独吞个性，从头形成石墨，更不要提几千层。

　　华夏石墨烯资产技术更始战术定约绳尺委员会主任戴石峰曾指出，少许企业把石墨烯神化，将其张扬为万能质料，限度企业以至将石墨当石墨烯来贩卖，这对家当的昌隆极为晦气。

　　学术界对石墨烯的共识是，短促石墨烯质地的资本过高且技能方面不竣工，若要大规模完毕工业化行使尚存在确信的障碍。

　　在眼前常见的制备手法中，氧化石墨收复法是最常用的举措，但这种方式再三会带来多量的废酸、废水。比方用浓硫酸加上高锰酸钾去煮石墨，坐蓐1公斤石墨烯必要消费50公斤浓硫酸、3公斤高锰酸钾和1吨水。

　　而化学气相浸积法（CVD），是将乙烯或乙炔等气体导入到一个反响腔内，让这些气体在高温下分裂，始末冷却后，碳原子就重积在基底外貌酿成石墨烯。即使CVD能餍足领域化制备大面积、高质地的石墨烯央求，但资本较高、工艺搀杂。

　　而由于制备成本一直居高不下，石墨烯价钱一度高达5000元/克，比黄金还贵十几倍，这也中止了石墨烯平凡墟市的产业化步骤。

　　中原石墨烯财富技术立异战术联盟秘书长李义春以为，“业界纵然有争议，但科技革新，什么事变都可以爆发，全班人要有开放的心态。”

　　3.专访｜诺奖得主盖姆叙三维天下中的二维石墨烯：质地革命来了丨滂沱消歇，2022-2-19

　　4.神奇质料石墨烯——2010 年度诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆访讲录丨世界科学，2010-12

　　7.石墨烯兴旺年度阐明：所有人国石墨烯资产仍处在概思导入期丨新华社，2017-07-06