學術界將石墨烯稱為“黑金”“新材料之王”,一克石墨烯賣到5000元,超過黃金價格的15倍。科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”,極有可能掀起一場席捲全球的顛覆性新技術新產業革命。
石墨烯具有完美的二維晶體結構,它的晶格是由六個碳原子圍成的六邊形,厚度為一個原子層碳原子之間由s鍵連線,結合方式為sp2雜化,這些s鍵賦予了石墨烯極其優異的力學性質和結構剛性。其硬度比最好的鋼鐵強100倍,甚至超過鑽石。
目前一部分技術要求較低的石墨烯產品相繼問世,但受限於製備技術與工藝,那些依賴於高純度石墨烯的產品,可能需要幾年甚至數十年才能開發出來。因為,這一“神奇”材料仍有許多未能克服的技術困難,比如石墨烯的規模化製備、大尺寸石墨烯的工藝創新、石墨烯的化學改性或改良、石墨烯複合材料的加工等等。正如石墨烯的發現者所言,石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”。只有人類共同努力,積極克服所有這些困難和障礙,石墨烯的很多應用才能夢想成真,才能發揮出更大的潛能,從而真正成為改變世界的一種“萬能”材料,並對國防和軍事產生革命性的影響。
石墨烯未來應用領域將主要集中在電子、新能源、生物醫療、高精度製造業、水處理等高精尖技術領域。作為一種獨特的先進碳材料,石墨烯正在掀起一場席捲全球的顛覆性產業革命。石墨烯產業技術創新戰略聯盟透過構築石墨烯產業物聯網,打造石墨烯全產業鏈,將推動我國產業出現新的發展潮流。
石墨烯材料的效能是新材料裡面最具有科研價值的,未來,將有更多的新型材料被發現,並製造出現階段想不能及的事物。石墨烯作為21世紀最神奇的材料,有科研者猜想,製造人造肌肉,片上微電池,或者作為太空動力的來源,亦或者用於現實生活。這些在未來的某一天,都將成為現實。
未來 5~10 年,導電新增劑、防腐塗料、觸控式螢幕等低端應用領域的產業化將趨於成熟,超級電容、感測器、電子晶片等中高階領域也將逐漸進入產業化,石墨烯產業將進入快速成長期,市場空間將快速擴大。
儘管人們普遍對石墨烯進入生產生活充滿期待,產業化之路仍漫長而崎嶇。石墨烯正逐步拓展,但速度沒有想象中那麼快,因為一項新技術一般可能需要5至10年,甚至更長時間,才能真正深入到我們生產生活當中。
當今,全球經濟增長乏力,各國都在謀求新一輪的科技和產業升級突破。我國是石墨資源大國,也是石墨烯研究和應用開發最活躍的國家之一,我國科學家和產業人士正將目光聚焦在它身上。
從2012年工信部首次明確提出支援發展石墨烯新材料至今,石墨烯已從基礎研發逐步向產業化發展邁進。整體看,目前石墨烯產業還處於發展初級階段,以中低端產品為主。
在石墨烯的技術發展上,首先是要把握髮展時機,實現技術創新;其次,由於石墨烯的研究還不成熟,並存在著風險和不確定性,因此,制定出科學合理的技術路線是實現跨越式發展的關鍵所在。