石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。在2015年石墨烯发现之前,石墨烯既是最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”

石墨烯材料

全球现在已探明的天然石墨储量约为1.31亿吨,储量居前四位的国家分别为巴西、中国、印度和墨西哥,合计占全球总储量的97.77%。其中,中国储量约为5500万吨,占全球储量的41.98%。因此我国在石墨烯产业上具有天然的原料优势,发展空间巨大。

据中国石墨烯产业技术创新战略联盟预测,全球石墨烯应用市场将在2018年形成产业爆发点,2020年将成长至1000亿元的规模,而中国的石墨烯市场将占据全球石墨烯市场份额的70%以上,在全球石墨烯市场上占据主导地位。

石墨烯,现在已经被奉为万能材料了,市场上也是把石墨烯的作用抬得很高。的确,石墨烯作为21世纪最具颠覆性的新材料,一直是科技界和资本界响当当的热点,但是石墨烯真的已经达到这种高度了嘛?答案可不一定,让我们来看看石墨烯材料发展的优点和缺点吧。

喜忧参半的石墨烯

石墨烯的制造没那么简单
石墨烯材料之所以功能这么强大,完全依靠于它的分子结构,但也正是因为这种分子结构,才导致了石墨烯的制造很难,石墨烯是由单个碳原子层组成的二维材料,化学键饱和,难以与其他材料复合,而要得到高品质的石墨烯更是难上加难。目前,获得石墨烯的方法一般是通过化学合成,但多数利用化学方法制备的石墨烯,其质量和纯度都无法得到保障,何况,如此高成本低成品,也难以批量化生产。
企业生产积极性不高
早前,资本极为看好石墨烯前景,运用了大量资金去研发,但技术成果却始终难以成型,投机者加速退出。投资者则变得更为谨慎,行业投融资变得不容乐观。石墨烯产业化应用进程受阻,主要是企业生产积极性不高。企业不敢贸然大规模生产,一是受制于技术成熟度、高性价比优势不明显,二是具体应用效果未经市场检验、短期内利润不会太理想。同时,企业还需要推广、营销等支出,风险较大。

优势与爆发

虽然石墨烯材料发展还没成熟,但我们不能否认他就是21世纪最颠覆性的新材料,目前石墨烯已经尝试在手机电池上应用,更有厂商把石墨烯应用到电动汽车上,这会延长电池的使用寿命、扩展电池的使用范围、同时还能降低电池的充电时间。在柔性显示领域的应用方面,石墨烯是性能优异的透明导电材料,能够在ITO膜、液晶屏、OLED屏等发挥重要作用。
一旦石墨烯在商业化应用有大的突破,还将继续拓展至锂电池、超级电容等重要领域。届时,市场规模将因此迅速壮大,预计到2025年,将超过20亿美元。 总的来说,石墨烯不会只停留在研究、实验阶段,未来必定会加快推向市场的步伐,其前景将变得日益明朗,产业发展一定会获得新生。