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从被比喻为最接近科幻名作《三体》&二向箔&的神秘物质，到被预言能改变21世纪的&神奇材料&，正从实验室走进百姓生活。现在，它又将站在&风口&上，迎来发展的&春天&：中国&十三五&规划建议明确提出将加快突破新材料等领域核心技术。工信部等部委也于近日联合发文，提出要将石墨烯产业打造成先导产业。
这一&横空出世&的新材料到底神奇在哪里？能给我们的生活带来怎样的变化？何时才能迎来属于它的大时代？新华社记者带着这些思考，深入基层，揭开石墨烯的神秘面纱。
石墨烯为何方神圣？
11月20日，工信部、国家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》，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。
备受重视，身负使命的石墨烯，到底是何方神圣？
石墨烯，实际就是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。铅笔芯用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起。
听起来稀松平常的石墨烯，却有诸多独一无二的特性。通俗来说，目前自然界中，这东西最薄、最结实，导电性极好，在工业领域中几乎无所不能。
石墨烯有多薄？厚度仅为普通纸张的十万分之一。记者在常州江南石墨烯研究院看到，在展示时，石墨烯片只能附着在塑料薄膜上，覆盖处的颜色明显深一些。
石墨烯的发现者、2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈&海姆这样描述石墨烯：可以被无限拉伸，弯曲到很大角度不断裂，可以抵抗很高的压力，同时还有着非同寻常的导热性和导电性。
&石墨烯电阻率极低，电子能在其中极为高效地移动，这使得石墨烯有非常好的导电性。&中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明说，如果将石墨烯与电子元件、电子设备进一步结合使用，可以增强储电设备的储电率，提高储电性能。
虽然只有一个原子的厚度，但石墨烯却是非常强韧的材料。通俗地讲，它强过钻石，&秒杀&钢铁。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一个平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克，可以承受1公斤的重物。
石墨烯还具有&针插不进、水泼不进&的零渗透特性。如果给船体涂上石墨烯涂层，就好像穿上防腐&铠甲&；如果发生化学品火灾，一张石墨烯薄膜可以把火灭掉。
石墨烯的惊奇之处还远不止此。1克重的石墨烯展开后面积为2630平方米！&这么大的比表面积（物理用词：1克固体拥有的总表面积）使其拥有超强的吸附性，我们正在研究用它做过滤装置，用于海水淡化、污水处理等领域。&青岛赛瑞达电子装备股份有限公司董事长宋立禄接受记者采访时说。
为了研究石墨烯，科学家们历经艰辛。当初在实验室获得的石墨烯片价值超过最珍贵的钻石。&100平方纳米的石墨烯，就要几千欧元，肉眼都看不见。&江南石墨烯研究院副院长董国材说，经过不断探索，制备石墨烯的新方法层出不穷，工业化生产石墨烯已经成功。
现在，江苏常州已有一个国家级的石墨烯产业基地，聚集着50多家企业，这里的石墨烯技术具备国际一流水平。石墨烯成本价也因批量生产大大降了下来，目前1平方米石墨烯片价格在300元左右。
与生产生活接轨，&烯&望无限
随着科研发展，目前，石墨烯系列产品开始走入百姓生活。不久前在青岛举办的2015中国国际石墨烯创新大会上，石墨烯理疗、保暖产品、LED用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料等20余种石墨烯产品全新推出。
青岛华高墨烯科技有限公司董事长施建新向记者介绍，利用石墨烯特性研发的新型防弹衣，防弹插板只需17毫米就能达到甚至超过传统产品的防弹效果，重量还可减轻20%。
&利用石墨烯良好的导电性、散热性和材质坚固性，我们研发了石墨烯导静电轮胎，目前主要用于特种车辆和装有易燃易爆等危险品的车辆。&施建新说，导静电轮胎可以避免普通轮胎与地面摩擦产生的静电，从而避免装有易爆品等危险品的车辆发生爆炸。
在石墨烯的诸多应用中，最受普通大众关注和期待的，是它改变手机等电子设备产品功能的可能性。
智能手机刚出现的时候，长时间通话、玩游戏，手机就会发烫。如今这一问题基本解决－－因为石墨烯材料极好的导热性得到了应用。常州市碳元科技公司近年来生产出石墨烯导热材料，迅速被应用在智能手机上，成为小米等手机的大客户。公司销售额在3年内从600万元&爆发式&增至2亿元以上。
智能手机触控屏的性能提升将直观地改善用户操作体验。上个月，常州二维碳素科技公司推出了全球首款石墨烯压力触控传感器，这一技术应用于智能移动终端电子产品上，可实现多级按压感应、轻按、轻击、指甲敲击、壳体振动等多项功能。二维碳素科技公司周振义副总裁表示，这一技术充分利用了石墨烯高柔韧性、高灵敏度性等特点，改变了石墨烯一度只是简单替代传统材料的局面，为软硬件设计提供了充分想象空间。
值得一提的是，中国科学院重庆绿色智能技术研究院已成功制备出国内首片15英寸单层石墨烯触摸屏，并正在开发系列基于石墨烯的柔性传感器件。今后手机、电脑的显示屏将超薄、超轻，可弯曲。
石墨烯另一个备受期待的贡献就是改进锂电池性能。成会明说，简单讲，在锂电池中加入石墨烯复合导电粉末，充电更快、容量更大、寿命更长。这有望让手机&秒冲&、电动汽车告别几小时充电成为现实。
被科学家预言将&彻底改变21世纪&的石墨烯，还有什么令人期待？
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。而石墨烯薄膜、石墨烯功能纤维的穿戴产品的开发，也让这一新材料更好地服务民生。
发展路线渐明石墨烯时代还有多远？
目前，石墨烯产业已被纳入国家战略布局。《中国制造2025》选择10大优势和战略产业实现重点突破，在首个重点领域技术路线图中，石墨烯材料成为前沿新材料的四大重点之一。&十三五&新能源汽车重点专项，也将石墨烯等新材料列为重点发展领域。
值得关注的是，中国本身就有生产石墨烯的独特优势。据统计，我国石墨矿储量占到世界总储量的75%，生产量约占世界总产量70%。目前，我国石墨烯企业已超过百家，并在常州、无锡、青岛、深圳等地形成产业集群。
业界普遍认为，经过自主系统研发，生产技术、工艺装备和产品质量取得重大突破，我国石墨烯材料在储能器件、改性材料、智能穿戴等产品上的应用效果逐步显现，产业化步伐明显加快。我国石墨烯材料正处于从实验室走向产业化的关键时期。
把石墨烯产业打造成先导产业，国家政策指明了石墨烯产业的发展路线。业内人士认为，政策利好不断释放，石墨烯产业的发展将真正迎来春天。&2015年是我国石墨烯产业发展元年&，中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春说。
前景美好，&烯&望无限，但不得不承认，我国石墨烯产业发展仍有诸多短板亟待补齐。
中科院院士、北京大学教授刘忠范说，要实现石墨烯的&明星&应用，需要生产出低成本、高品质的石墨烯成品。&但业内人都知道，要制出这种石墨烯并非易事。我们在技术层面还有很多挑战，批量化或大尺寸生产都还没能克服&。
一些业内人士指出，欧盟在2013年初对石墨烯作为&未来新兴旗舰技术项目&给予10亿欧元的资助，这是欧盟历史上最大的投资。而我们的投资力度还较弱，目前据公开资料还暂无政府性的石墨烯专项投资。即使是企业类投资，最大的一笔也不过5亿元。
而且，我国的石墨烯高端专业研发人才缺乏，研究力量也较为分散，亟须建立一条完整的石墨烯研发、生产、应用的全产业链，优化研究和产业化生产环境，强化分工合作共同对石墨烯的应用市场进行培育与开拓。
此外，虽然石墨烯研究应用发展迅猛，但石墨烯的研究单位和企业在石墨烯的定义、性能、制备方法等行业技术核心问题上尚未形成共识，石墨烯标准尚需进一步规范。
青岛高新区节能技术与新材料事业部部长张志强等表示，石墨烯产业必须避免当年纳米技术那样一哄而上的局面，需要整个资源进行创新布局，形成聚合效应。
施建新等业内人士也认为，国家应抬高石墨烯企业的准入门槛。治理、关停一批规模小、技术落后、污染严重的企业，将优质石墨烯资源配置给有实力、有技术、有社会责任的企业，做大做强高科技龙头企业集团。
看来，石墨烯大时代的到来，除了期待还需努力！&
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什么是真实的石墨烯
——访中国碳谷科技集团有限公司首席专家戴加龙
　　【中国化工仪器网 人物专访】当今市场上石墨烯的概念被炒的沸沸扬扬，关于高品质石墨烯的相关制备的关注度却在降温，对石墨烯的下游应用，也只是热衷于概念的炒作，拿出几款实验室初级样品来冲击大众的视觉，却又无法真正实现后期的规模化应用，造成外界普遍认为现在的石墨烯只是个概念和传说，做石墨烯的大都是在炒概念。　　　　戴加龙告诉你高端的石墨烯　　　　　　有业内人士认为，在国内，石墨烯是传奇还是传说。当今市场上石墨烯的概念被炒的沸沸扬扬，关于高品质石墨烯的相关制备的关注度却在降温，对石墨烯的下游应用，也只是热衷于概念的炒作，拿出几款实验室初级样品来冲击大众的视觉，却又无法真正实现后期的规模化应用，造成外界普遍认为现在的石墨烯只是个概念和传说，做石墨烯的大都是在炒概念。　　　　那么，真正属于二维材料，结构&零缺陷&的高品质石墨烯是如何来制备的，下游应用目前又有了哪些突破，其中又存在着哪些问题呢。为此，科技日报问独家采访了中国碳谷科技集团首席专家戴加龙，让我们一起来听听什么是真实的石墨烯。　　　　问：现在石墨烯的理论概念大家都已知道，但实际操作中对石墨烯又是如何来深度理解的？　　　　戴加龙：现在业界对石墨烯的概念大多停留在理论上，实际上在真实应用中石墨烯应该理解为：纳米+二维材料+石墨自身的性能。　　　　问：现在我们明确了石墨烯在实际操作中的概念，那么对于高品质石墨烯的制备您认为应该注意哪些问题？　　　　戴加龙：石墨烯很多企业都说能做，但属于二维材料，结构&零缺陷&的高品质石墨烯,能做的却是少之又少，我认为实际操作中高品质石墨烯的制备应该包括前处理、中制备、后整理等3个阶段。　　　　前处理：石墨是碳元素的一种同素异形体，石墨具有鳞片状的层状矿物质结构，其地质成矿结构有硫化矿、氧化矿、无烟煤经过热变质转化等多种，石墨就是这些矿物质在地层的高温高压下，经过中、深程度的区域变质作用，碳质气化，结晶而形成的，因此他们各有千秋，性能各不相同，所以在石墨烯的选材上要根据其不同的性能和要求进行对号入座。　　　　中制备：层状矿物质结构的石墨在结晶过程中的堆积是A、B、C结合，它的层间作用力是范德华力，表面结构非常完整，第四系引入的缺陷较多，对层间滑动分离造成很大的影响。因此在制备过程中要特别重视二维材料结构的完整性，并确保其径厚比不小于1500，径厚比是目前层状矿物质结构中二维材料最重要的衡量指标之一，具有较大的二维平面，所以首要考量的是径厚比的大小，其次再考量二维材料层间的厚度。其实，最重要的一点目前我们所需要的是石墨烯原生态的二维效果，这也是其他石墨烯难以进入下游最佳应用的原因之一。　　　　后整理：制备出来的石墨烯初级产品离最终石墨烯成品还有相当的距离，因为在制备过程中层状结构在外力的作用下所形成的有一部分是三维材料、大部分是二维材料以及部分零维材料，还有伴生的其他物质以及外部引入的杂质，从而需要进行重新结构排列筛选和分级。通过筛选分出相应的粒径分布，从D5到D97的结构排列，才能符合下游应用所需的要求，从而充分发挥出石墨烯的真正性能。　　　　问：其实，下游应用才是石墨烯作为新材料被外界关注的重点，目前有众多企业在生产石墨烯样品，也将他们的样品给下游应用单位使用，以期获得突破，而实际效果却差强人意。你们公司与国家纳米科学中心成立了国家级石墨烯应用研发中心，并且做出了最好的石墨烯，那么你们在下游应用中有哪些突破，何时能实现真正的应用？　　　　戴加龙：缺乏高品质石墨烯是制约石墨烯下游应用拓展的一个瓶颈，2015年12月我们公司与国家纳米科学中心联合成立了国家级&纳米技术应用实验室&，并成立石墨烯应用研发中心，在石墨烯的制备和下游应用研发方面取得了突破性的进展。　　　　海洋化工研究院作为海洋涂料国家重点实验室，为了研制性能达到国际标准的富锌底漆要求的石墨烯锌粉底漆，采用了业界多家企业生产的石墨烯样品进行实验，都未能如愿，采用我们公司在江阴基地生产的高品质石墨烯后，实验获得了极大成功，在按照国家标准进行的盐雾实验中实验时间已超过了2000小时，涂料性能仍然表现优异，不久在高端产品上就会有比现在耐用数倍以上的防腐涂料面市。　　　　环境治理目前已经上升到国家高度，未来10年我国将进行大规模的环境治理，但是一直缺乏有效的治理利器，我们公司与中国科技开发院江苏分院等单位合作研发的用于大气、水域环境治理的层状结构可见光催化产品已经问世。这是目前国际上唯一可用于大规模水质处理的光催化技术及产品，其核心&可见光响应的异质间高效量子转移技术&今年5月已经通过江苏省新技术鉴定。　　　　问：根据您的经验，石墨烯在下游应用尤其是复合材料的应用中目前还存在哪些问题，如何去解决。　　　　戴加龙：石墨烯的微观性能如何以宏观的形式体现出来，目前至少存在两个重要的问题：如何将制备出的石墨烯均匀的加入到基体材料中？怎样保证石墨烯与该材料存在一定强度的界面结合力？　　　　第一个问题在于石墨烯应用过程的分散，制备出的石墨烯普遍厚度为几个纳米左右，且极易团聚，按照传统的机械分散方式很难保证其能单片成立。分散状态很差可能造成局域浓度较高，石墨化严重从而影响其性能的发挥。在一段较长的工艺中，需要判别在哪一阶段中加入较好，以高分子复合材料为例，原位聚合的方法更适合石墨烯的分散，石墨烯粉体与塑料粒子的共混方式则不利于石墨烯的分散。　　　　第二，石墨烯与其他材料仅存在微弱的范德华力，这种惰性的表面可能需要一定改性才可能在复合材料中有更好的相容性。不同的材料需要的改性剂往往也有区别，这需要做大量的实验。然而，有时在一些包覆的工艺中，加入改性剂反而影响了活性物质与石墨烯之间的直接相互作用。　　　　戴加龙认为，总之，石墨烯的成功应用需要创新性的工艺和各个行业的密切合作才有可能得到真正实现。
（来源：科技日报）
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“2018世界生化、分析仪器与实验室装备中国展”(LABWorld China 2018)将于-22日在上海新国际博览石墨烯技术发展到什么阶段了？距离商用有多远？ - 知乎87被浏览<strong class="NumberBoard-itemValue" title="2分享邀请回答jiasu.do/p/bend-it-charge-it-dunk-it-graphene-the-material-of-tomorrow/前几天，三星刚刚宣布发现量产的方法。商用的推广速度主要靠巨头的认同度吧，所以个人觉得快了。0添加评论分享收藏感谢收起4添加评论分享收藏感谢收起来自雪球&#xe6关注 石墨烯行业深度报告：石墨烯研发现状与产业化趋势来自 作者：广发证券 王剑雨 郭敏核心观点：在《基础化工行业前瞻研究》系列报告中，我们试图对基础化工行业发展的前沿领域进行跟踪研究。本篇报告是此系列报告的第一篇，阐释新型材料石墨烯的前世今生。1、石墨烯：一种神奇的材料石墨烯是一种平面单层紧密打包成一个二维蜂窝晶格的碳原子，并且是所有其他维度的石墨材料的基本构建模块，其具有最薄、最大比表面积、最硬、最抗拉等诸多史上最强性质和高性能传感器功能、类似催化剂功能等独特性质。目前主要有4种制备石墨烯的方法：微机械剥离法、气相沉积法、外延生长法、氧化石墨还原法。2、目前，质量较高的工业级石墨烯尚不能量产3、应用领域广泛由于其独特的物理化学性质，石墨烯在多个领域具备应用价值。其在半导体、光伏、锂电池、航天、军工、显示器等传统行业和新兴行业的应用都将带来革命性进步。4、石墨烯基础科研如火如荼2010年之后，全球关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。目前处在研究最前沿的国家为中国、韩国、美国，主要机构为科研院所和企业。从研究领域分布看，国际上石墨烯研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。5、产业化路途漫长由于技术障碍等因素的存在，石墨烯真正实现产业化还有很长的路要走。但是，包括中国在内的多个政府组织和科研机构仍在为实现石墨烯产业化应用持续投入，并在多领域加速布局。6、上市公司石墨烯研究动态我国一些上市公司已开始涉足石墨烯领域。我们根据公告进行了梳理，相关公司包括金路集团、中国宝安、烯碳新材、力合股份、中泰化学、华丽家族、乐通股份、悦达投资、康得新、方大碳素等。7、风险提示1、生产技术仍未突破；2、下游大规模应用尚需时日；3、石墨烯生产和应用成本仍然较高。一、石墨烯定义、性质(一)石墨烯定义“中国石墨烯产业技术创新战略联盟”发布的1号标准文件中，对石墨烯的定义如下：石墨烯是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯、和少层石墨烯的统称。单层石墨烯是指由一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。双层石墨烯是指由两层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子层以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛，AA’堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。少层石墨烯是指由3-10层以苯环结构周期性紧密堆积的碳原子层以不同堆垛方式（包括ABC堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。石墨烯发展历史。石墨烯作为当下最热门的新材料之一，其经历了如下的发展历程：(二)石墨烯性质石墨烯的出现，有望在构造材料、电子器件功能性材料等诸多领域引发材料革命。由于其具有许多特殊性质，有日本的研究人员惊呼石墨烯是“神仙创造”的材料。许多学者称石墨烯为“改变21世纪的材料”，并预测“21世纪将是碳（C）的时代”。相比于现有材料，石墨烯拥有众多“史上最强”性能。最薄的材料：单层石墨烯只有一个碳原子的厚度，厚度大约为0.335nm，相当于一个头发的20万分之一，1毫米厚的石墨中有将近150万层左右的石墨烯。最硬的材料：石墨是矿物质中最软的材料，其莫氏硬度只有1-2级。但是，如果石墨被分离成一个碳原子厚度的石墨烯时，其性能则发生突变，硬度将比莫氏硬度10级的金刚石还高。超大比表面积：理想的单层石墨烯的比表面积能够达到2630m2/g，普通的活性炭的比表面积仅为1500m2/g。超大的比表面积使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。强导电性：石墨烯中的电子没有质量，电子的运动速度超过了在其他金属单体或是半导体中的运动速度，能够达到光速的1/300，所以石墨烯拥有超强导电性。除此之外，石墨烯还有众多“独特”的特点：二、应用领域广泛由于其独特的物理化学性质，石墨烯有望在半导体、光伏、锂电池、航天、军工、显示器等传统行业和新兴行业带来革命性进步，一旦量产将成为下一个万亿级产业。(一)锂电池电极材料1.石墨烯可作为新型锂电池负极材料石墨烯可作为新型的锂电池负极材料。根据高工锂电调研统计，2013年全球负极材料总产量达到5.85万吨。目前全球负极材料大多以石墨类为主，其中天然石墨占比为59%，人造石墨为30%，中间相炭微球为8%，其他类型为3%。新型的负极材料包括钛酸锂、不定型碳、硅碳复合材料、锡基合金、金属合金、石墨烯等。石墨烯作为锂电极材料极具优势。主要体现在以下几个方面：（1）石墨烯具有极高的比表面积，因此化学反应速度和材料利用率更高；（2）石墨烯具有优良的导电和导热性。其本身具有良好的电子传输通道，导热性保证了其稳定性；（3）聚集形成的宏观电极材料中，石墨烯片层的尺度在微纳米量级，远小于体相石墨，使得锂离子在石墨烯片层之间的扩散路径较短；且片层间距也大于结晶性良好的石墨，更有利于锂离子的扩散传输。目前以特斯拉为代表的电动车正不断扩大对锂电池的需求，然而电动车充电时间长仍然是未能解决的难题。以特斯拉为例，行驶500公里后必须停下来充电5小时，而由于石墨烯的上述优势，其作为电极材料可能解决上述难题。韩国光州科学技术院的研究人员正在对一项新型石墨烯电池技术进行研究，研究表明这种新型电池可将电动汽车的充电时间缩短至16秒，并且不影响能量密度。2.石墨烯在锂电池领域潜在需求空间巨大石墨烯作为一种补充改性材料，对提高锂电池充放电性能具有不可替代的作用。因此，石墨烯在锂电池行业的应用前景非常广阔。电动车用锂电池市场规模。2012年，全球电动车市场规模为21亿美元。2013年，在特斯拉、宝马、丰田等新能源汽车带动下电动车用锂电池的市场规模增速达到90%，预计这种高速增长会一直持续到2018年，2020年电动车用锂电池市场规模有望达到351亿美元。智能电子设备领域锂电池市场规模。在智能电子设备行业，由于智能手机、相机、游戏机等电子产品的普及和更新换代，目前智能电子设备用锂电池市场规模为173亿美元，自2010年以来保持20%左右的增速。预计到2020年，智能电子设备对锂电池的需求量将达到541亿美元。(二)超级电容器1.石墨烯可应用于超级电容电极材料超级电容器是一种靠极化电解液来存储电能的新型电化学装臵。它具有功率密度高、循环次数多的特点，在各类需要能源转化的领域有着巨大的应用价值。目前，研究和应用最广泛的超级电容器电极材料主要是碳质材料，包括活性炭、活性碳纤维、碳纳米管等，其中最为成熟的是活性炭。比较发现，石墨烯与其它碳材料相比，比表面积大、电导率高、化学稳定性好，这些优良的性能使石墨烯及石墨烯基材料成为超级电容器电极材料有力竞争者。石墨烯是完全离散的单层石墨材料，其整个表面可以形成双电层。但是，在形成宏观聚集体过程中，石墨烯片层之间互相杂乱叠加，使得形成有效双电层的面积减少。如果其表面可以完全释放，则将获得远高于多孔炭的比容量。在石墨烯片层叠加而形成宏观聚集体的过程中，通过控制条件使其形成的孔隙集中在2.0nm以上，有利于电解液的扩散。此外，石墨烯独特的二维结构使其不需要添加剂或黏结剂就能够通过控制微观结构自组装成三维宏观结构而直接用于超级电容器。2.超级电容市场规模美国IDTechEx公司报告显示，全球超级电容器市场将从2013年的8亿美元增长到2018年的31.3亿美元，预计年复合增长率将达到30.2%。(三)电子显示器件1.石墨烯可应用于电子显示器件目前，主要的电子显示器件都由氧化铟锡材料（ITO）构成，主要因其优异的导电和透光性能。这种材料主要源自稀土，不仅价格高，易碎，而且有毒。目前越来越多的厂商开始采用石墨烯、纳米银、碳纳米管等新兴材料来取代传统的氧化铟锡。石墨烯取代ITO主要有几点优势：第一，石墨烯原材料易得。ITO的原料为稀有金属铟，这种金属在全球储量很低。美国矿业协会2008年公布的数据显示，已发现的铟矿储量仅能使用到2028年，而2010年以来铟的使用量更是在快速放大。随着各国对稀土资源的保护加强，其成本不断飚升，从02年92美元/千克到现在的930美元/千克。相比而言，石墨烯的原材料主要是石墨和金属基底材料，从原材料成本和可得性来看，石墨烯远优于ITO；第二，石墨烯透光率好。石墨烯具有透光率好的优点，只吸收2.3%的光，几乎完全透明。第三，石墨烯的柔韧性极佳。其能够拉伸20%而不断裂，还能够制作可折叠、伸缩的柔性显示器件。第四，石墨烯具备耐高温、防水、防碱盐腐蚀等多种优异性能。虽然目前制作大面积石墨烯时，会混入很多杂质，也会产生很多缺陷，导致大多数石墨烯制品的导电性及透明性都尚未达到ITO的水平，但是石墨烯应用于触摸面板领域将会是大势所趋。2013年中国科学院重庆绿色智能技术研究院成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯；此前，韩国三星和成均馆大学也宣布制成了石墨烯可折叠式显示器。2.电子显示器件市场空间电子显示器件在液晶显示屏、手机显示屏等领域有广泛应用，其市场空间巨大。在液晶显示屏方面，2013年全球液晶显示器出货量达1.4亿台，中国2013年液晶显示器面板出货量为1.6亿片。在手机触控屏幕领域，2013年全球手机触控屏幕出货量超过11亿片，中国市场2013年全年出货量为4.3亿片，并还有上升的趋势。基于电子显示器件行业的广阔市场容量，石墨烯替代部分ITO导电玻璃前景乐观。(四)半导体材料1.石墨烯可应用于半导体石墨烯是一种性能优异的半导体材料，被誉为21世纪取代硅的材料。理论上而言，石墨烯的电子迁移率和空穴移动率相等，其n形场效应晶体管和p型场效应晶体管是对称的；此外，石墨烯还具有零禁带特性，在室温下，载流子在石墨烯中平均自由程和相干长度可以达到微米级别。因此，采用石墨烯器件的计算机芯片运行速度可以比目前的计算机快500-1000倍。此外，由于电子穿过石墨烯几乎没有任何阻力，产生的热量较少，所以石墨烯还可以解决目前笔记本电脑散热困难的问题。在实际应用中，2011年，IBM沃森研究中心的科学家在《Science》上发文宣布，他们成功研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路，这一成果也被评为了2011年全球十大科学新闻之一，它标志着石墨烯在计算机芯片上的应用前进了一大步。这块集成电路建立在一块碳化硅上，由一些石墨烯场效应晶体管组成，它还可以运行得更快，未来可用石墨烯圆片来替代硅晶片。届时，由这类集成电路制成的芯片可以改进手机和无线电收发机的信号，或许可以使手机能在通常认为无法接收信号的地方工作。2.半导体市场空间目前全球硅片的出货量已经超过90亿平方英寸，石墨烯材料替代硅晶片带来的市场空间可观。在其他半导体设备方面，2013年传感器全球销售额达到80亿美元，在2011年后，其增速保持平稳状态。2013年全球集成电路销售额为2506亿美元，市场空间巨大。如果假定石墨烯将替换10%的硅材料市场份额，则石墨烯在半导体材料领域的市场空间将超过300亿美元。三、制备原理及方法目前制备石墨烯的方法主要有4种：微机械剥离法、气相沉积法、外延生长法、氧化石墨还原法。到目前为止，还没有形成一种成熟的方法大规模地生产质量较高的工业级石墨烯。下面列出以上四种基本制备方法的对比。上述各种制备方法各有优劣。从产业化的角度来看，目前适合大规模量产的生产方法仅有气相沉积法和氧化石墨还原法。(一)微机械剥离法微机械剥离法是直接将石墨烯薄片从较大的石墨晶体上剥离下来的方法。2010年曼彻斯特大学Geim教授和Novoselov博士就是使用该方法分离出石墨烯。该方法的优点在于操作相对简单，且可以获得其他方法无法实现的极高品质的石墨烯片；缺点在于难以控制所获得的石墨烯的大小和层数，并且不适宜大规模量产。(二)气相沉积法化学气相沉积（CVD）是一种能够规模化沉积半导体薄膜的制备技术，目前在工业上应用最为广泛。该方法是在真空中将甲烷等碳素源加热到1000℃，使其分解，然后在Ni及Cu等金属箔上形成石墨烯膜。2010年6月韩国成均馆大学与三星电子研究所宣布，通过该方法开发出可制得30英寸单层石墨烯的制造工艺以及采用这种石墨烯膜的触摸面板。该方法优点在于工艺简单，能够制备大面积石墨烯薄膜。缺点在于：（1）在1000℃高温下采用的工艺只能以分批处理的方式推进；（2）存在反复转印过程中容易混入杂质的问题；（3）理想的基片材料单晶Ni的价格昂贵，使得综合制造成本偏高。(三)外延生长法外延生长法又叫做热分解法，是以单晶碳化硅（SiC）为原料，将SiC基板加热到1300℃左右去除表面的Si，剩下的碳原子自发性重新组合形成单层或者多层石墨烯片。IBM公司在2010年1月将原来的机械剥离法改为此方法制成了石墨烯FET。该方法的优点在于可以得到尺寸较大、质量较高的单晶石墨烯；缺点包括：（1）石墨烯片很难转印到其他基板上，只能使用昂贵的SiC基板；（2）工艺条件苛刻，必须在高温和超高真空条件下实现。(四)氧化石墨还原法氧化石墨还原法是日本三菱化学开发的氧化石墨烯法。这种方法首先使石墨烯氧化，之后放入溶液内融化，最后在基板上对齐还原。该方法优点在于需要温度较低、简单且成本低廉，可大面积制造透明导电膜及以及采用涂布工艺制作的TFT，是目前公认最容易实现工业化生产的方法。缺点在于，在氧化还原的过程中，石墨烯的电子结构及晶体完整性容易受到强氧化剂的破坏。因此，由此方法制备的石墨烯很难保证具有充分的导电性和透明性。四、基础科研现状石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段，随后即进入快速成长阶段；从2008年开始，尤其是在2010年石墨烯发明者获得了诺贝尔奖之后，关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。下文从专利分布、研究机构分布、研究领域分布和主要研究成果等方面梳理目前石墨烯的基础科研动向。(一)专利分布目前全球共有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究，其中包括三星、IBM等科技巨头。我们通过最近几年的专利申请情况对目前石墨烯的研究进展进行概览。从专利申请总量来看，2010年以来全球石墨烯专利申请总量呈爆发式增长；2012年全球石墨烯专利申请量已经达到3500个，可见目前全球范围内正在掀起石墨烯研究与开发的高潮。从石墨烯专利申请国别分布来看，2013年全球石墨烯专利申请量最大的是中国，其次为美国、韩国和日本。在石墨烯相关论文方面，欧盟排名第一，2013年共发表了7800篇论文；就国别而论，依然是中国排名第一，共发表了6649篇论文。总体而言，目前中国已经处在石墨烯研究的前沿阵地；但是，从研究深度和创新性而言，非常核心的技术和创新性技术中国仍未掌握。(二)研究机构分布从事石墨烯研究的机构比较广泛，包括学术研究机构、企业、个人和政府层面。比较普遍的研究模式是学术研究机构与企业的合作，例如韩国三星与韩国成均馆大学合作对石墨烯的制备基础方法和应用开展研究。从研究机构专利数量口径看，在前十名中，有4家机构来自韩国，4家来自中国，2家来自美国。并且，6家机构都是科研院所或独立科研机构，4家为企业。其中，专利数量最多的是韩国三星电子，其专利申请数量为210个，占全球总量的7.3%，其研究范围涵盖了石墨烯制备方法和在显示屏、锂电池领域的应用；其次为韩国成均馆大学、浙江大学、IBM、清华大学等。(三)研究领域分布从石墨烯研究领域分布看，全球研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。中国石墨烯研究热点主要分布石墨烯纳米复合材料、石墨烯制备、石墨烯电极等方向。我们统计了前20位主要研究机构的重点研究领域，发现研究热点分布于：（1）复合材料；（2）碳纳米管；（3）电容器；（4）传感器；（5）晶体管；（6）透明电极；（7）锂电池；（8）燃料电池。上述研究大多属于石墨烯应用，而关于石墨烯的制备改进工艺或者大规模量产石墨烯的基础研究非常少。(四)最新研究成果在石墨烯制备方面，最新的研究成果是在生成单晶石墨烯的方法上，目前有两种方法已经能获得直径约为1mm的单晶石墨烯和直径为25px的单晶石墨烯，但是这两种方法各有优劣。在石墨烯应用方面，最新的研究成果包括把作为光敏元件（PD）的光增益提高到了原来的约1000倍、提高柔性湿度传感器的响应时间等。在锂电池、半导体、传感器、无线通讯、电容器、电子元件、海水淡化等多个领域都有重大突破。在众多最新研究成果中，属于中国研究机构的成果依然稀少，印证了前文中我们提到的，虽然中国在专利申请和论文发表方面在国际领先，但是在真正的研究前沿方面距离美国、日本和韩国等国家仍有一定差距。五、产业化前景展望(一)石墨烯产业化蓝图欧盟就石墨烯在光子和电子领域的项目开发提出了未来的蓝图，其预计透明导电膜将最先实现。实际上，2013年三星就开发出了采用石墨烯试制的可以用于实用化水平的触摸面板。上面蓝图主要描绘的是电子和光子领域的应用，实际上石墨烯的应用远不止光子和电子。但是，所有的蓝图规划都必须依托于石墨烯量产，目前石墨烯的生产还仅仅局限于实验用层面，并未大规模量产用于商业用途。(二)产业化障碍阻碍石墨烯产业化的因素主要包括：（1）技术障碍；（2）石墨烯下游市场能否打开；（3）石墨烯制备成本问题。1、技术障碍在技术方面，目前石墨烯面临两方面障碍：第一，目前没有找到获得大面积单晶石墨烯的工业合成法；第二，未确立获得带隙的方法。2、市场问题石墨烯下游产业链尚未形成，目前还处于前期专利布局期，对石墨烯需求最大的也仅仅是各大科研院所和实验室，并没有大量石墨烯投入产业化运营。总体而言，目前石墨烯产量、质量及成本问题并未获得下游应用市场的认可，市场化应用推进困难重重。3、价格问题由于无法量产，石墨烯制备成本一直居高不下。此前石墨烯价格高达5000元/克，比黄金还贵10几倍。成本昂贵阻碍了下游产业化。因此，未来的突破点是如何找到更便捷的制造石墨烯的工艺手段，降低成本。(三)中国产业化现状中国石墨资源丰富，石墨储量和产量均为全球第一，具备开展石墨烯产业化研究的天然条件。工信部在2012年印发的《新材料产业“十二五”规划》中提出，加强纳米技术研究，重点突破纳米材料及制品的制备与应用关键技术，积极开发纳米粉体、纳米碳管、富勒烯、石墨烯等材料，这对石墨烯行业的发展奠定了坚实的政策基础。同时，国内各省也都积极地对石墨烯研究和产业化应用进行布局。六、上市公司石墨烯研发动态面对石墨烯的开发热潮和无限前景，国内部分上市公司也开始涉足这一领域。以下为根据公司公告整理的研发动态。（一）金路集团（000510.SZ）2011年金路集团与中国科学院金属所达成协议，出资1500万元用于石墨烯及产业化的研发，主要方向是石墨烯透明导电薄膜、三维网络散热材料以及动力电池电极材料三个方面。公司与中科院金属所共同完成的“石墨烯材料的规模化制备技术”于日通过四川省科技厅的成果鉴定。2014年5月，公司下属全资子公司金路树脂有限公司获得乳液原位聚合制备石墨烯-聚氯乙烯纳米复合材料的方法和原位悬浮聚合制备石墨烯-聚氯乙烯纳米复合树脂的方法两项发明专利。从2014年起，公司与中国科学院金属研究所合作的石墨烯研发应用项目产生的研究成果和知识产权，由德阳旌华资产投资经营有限公司代表高新区管委会享有该合作成果总权益的10%；高新区管委会每年给予公司500万元资金支持石墨烯研究开发和应用，时间为5年（从2014年到2018年）。（二）中国宝安（000009.SZ）中国宝安石墨烯的应用开发主要集中于石墨烯导电添加剂及其复合电池材料和石墨烯透明导电薄膜，如磷酸铁锂-石墨烯复合材料、硅-石墨烯复合材料都在持续测试中。专利技术方面，2013年8月，公司收到“带状石墨烯制备方法”的发明专利书。2014年5月，全资子公司贝特瑞纳米科技有限公司收到“一种石墨烯透明薄膜的制备和转移方法”的发明专利书2014年6月，贝特瑞与中铁资源集团有限公司签署合作协议，以中铁资源拥有的石墨矿权和贝特瑞拥有的石墨加工技术和市场为依托，在石墨采选和深加工方面展开合作，从而实现互利共赢。（三）烯碳新材（000511.SZ）2013年12月，公司与清华大学核能与新能源研究院签署了《关于新能源用烯碳新材料研发的合作协议》。协议内容包括石墨烯纸的制备工艺和应用研究等。公司2014年起变更主营业务，石墨类产品、石墨烯及纳米碳、碳素类等烯碳新材料产品等纳入主营业务范围。（四）力合股份（000532.SZ）力合股份间接持有江苏常州二维碳素科技有限公司1.679%股权。2013年5月，二维碳素年产3万平方米石墨烯透明导电薄膜生产线建成投产，石墨烯触控手机新品也随之发布，石墨烯产品正式形成市场销售；公司预计在2014年达到20万平方米石墨烯薄膜材料生产能力。（五）中泰化学（002092.SZ）中泰化学持有厦门凯纳石墨烯科技有限公司35%股权。厦门凯纳共向国家知识产权局申请了17项发明专利，其中被授予4项发明专利权；1项实用新型专利权。公司与厦门凯纳主要进行石墨烯与PVC项目的研发合作，目前处于试验阶段。（六）华丽家族（600503.SH）公司第一大股东南江集团旗下控股的宁波墨西科技有限公司于2012年4月组建，专注于石墨烯材料的生产和应用技术开发，通过引进中国科学院宁波材料技术与工程研究所的石墨烯产业化技术，于2013年底在慈禧建成了全球首条年产300吨石墨烯生产线，公司将根据市场需求适时启动二期扩产工程，将产能提升至1000吨。（七）乐通股份（002319.SZ）公司出资2400万元与宁波墨西科技签订合作协议，设立合资公司共同研发和生产石墨烯油墨产品，可用于打印可折叠设备的高导电柔性电极，公司持有合资公司80%股权。（八）悦达投资（600805.SH）公司2012年将石墨烯新材料纳入主营业务。2013年10月，公司出资2000万全资设立江苏悦达新材料科技有限公司。新材料公司设立后，公司将持有的江苏悦达墨特瑞新材料公司70%的股份转至新材料公司。目前，该公司研发的石墨烯导热膜已引进两条生产线，其中第一条已建设完成，进入工艺调试阶段。新材料公司计划2014年生产石墨烯导热膜8万平方米，销售石墨烯导热膜7.2万平方米。（九）康得新（002450.SZ）公司2014年8月公告拟在江苏省张家港市设立全资子公司张家港康得新石墨烯应用科技有限公司，经营范围拟定为石墨烯新材料技术的研发及应用、石墨烯相关产品的研发、生产及销售等。（十）方大碳素（600516.SH）公司2013年5月获得发明专利证书，发明名称为以石灰石为原料制备石墨烯的方法。七、风险提示1、生产技术仍未突破；2、下游大规模应用尚需时日；3、石墨烯生产和应用成本仍然较高。（i投资【微信号：itouzi8】整理，转载请注明）-----------------分割线-----------------i投资（微信号：itouzi8）VIP会员交流群旨在搭建专业的产业链研究社群。通过汇集产业专家、行业分析师、PE/VC、上市公司及实业高管和职业投资人，一起进行深入、全面、前瞻性的产业链研究，发掘股权、股票市场的投资机会。线下活动：i投资在北京王府井一家五星级酒店举办了《高端装备产业交流活动》i投资在北京王府井丽苑公寓举办了《医疗服务产业链研讨会》i投资网络视频产业链研究-PPTV创始人姚欣主题交流及调研乐视网i投资VIP会员举办的线上活动：基因测序行业深度研讨：基因测序--一场诊断行业的革命（10月28日i投资VIP会员第32次线上语音交流纪要）主讲人：国内某知名信托公司医疗服务行业投资负责人贾总（i投资VIP会员）私募基金产品专题报告:阳光下疾行（10月27日i投资VIP会员第31次线上语音交流纪要）主讲人：哲灵投资总经理 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