隨著科學技術的不斷發展，很多之前的認知也悄悄發生著改變。比如之前所認為的金剛石是最堅硬的物質，而現在科學證明石墨烯是強度最高的物質，比最好的鋼鐵還要高100倍。而這種比鉆石還硬的物質是怎么得來的呢？

鉆石和石墨烯及其結構對比

首先介紹一下石墨，石墨是生活中常見的一種物質，比如說鉛筆芯就是石墨。石墨是一種六邊形的層狀結構，每一個平面都是由碳原子形成的正六邊形所連接起來的片層結構，層與層之間以范德華力結合起來。范德華力簡單的來說就是一種很強的吸引力，讓層與層之間結合起來。而石墨烯就是其中的一層，這種僅由一層碳原子構成的結構就是石墨烯。

石墨結構圖

早期，科學家就想將石墨分離成單層的結構，試著采用化學剝離法。將大分子的原子或分子嵌入到石墨的層與層之間，之后再經過化學反應，除去這些大原子或分子，就可以得到單層的石墨。但是這個實驗的結果卻是得到了一堆石墨烯爛泥，沒有成功。之后，在2004年的時候，英國曼切斯特大學的安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫偶然的用膠帶粘住石墨薄片的兩側，撕開膠帶，石墨薄片也一分為二，如此反復，就得到了越來越薄的僅由一層碳原子構成的石墨薄片——石墨烯。因此獲得了2010年的諾貝爾物理學獎。

石墨烯

而現在石墨烯的制備通常有4種方法，4種方法各有優缺點。1.機械剝離法，此種方法的優點是制備成本低，石墨烯缺陷少；缺點是制得的石墨烯尺寸很小，而且不能大規模制備。2.氧化還原法，將石墨先氧化，使層與層之間的距離增大，再經過超聲，使層與層分離，之后再還原，去除其表面的含氧官能團，就得到了石墨烯。此方法的優點是原料成本低，缺點是制備的石墨烯缺陷多，性能較差。3.SiC外延生長法，此法制備的石墨烯尺寸較大，性能優異，缺點是成本高，設備很難達到。4.化學氣相沉積法，此法的優點是石墨烯尺寸很大，可以大規模生產，缺點是制備的大都是多晶。

石墨烯

實際生活中根據不同的要求選擇不同的方法，你會采用的哪種方法呢

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。未來的手機電池材料替代者，目前手機電池還在研發中，會搭載石墨烯電池，與現有的鋰離子電池相比，其有望提升45%的電量、并且擁有更長的壽命。此外，作為一種性能更佳優異的電導體，石墨烯電池的充電速度也可以更快。石墨烯的基本特性是高強度的柔韌性、導熱導電、光學性質。

實際上石墨烯本來就存在于自然界，只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。石墨烯可以做成化學傳感器、柔性顯示屏、新能源電池、儲氫材料、感光元件、海水淡化、復合材料、航空和生物領域。

石墨烯的發現是下一個科技時代開始，隨著科技的進步，生產石制造石墨烯的廠家越來越多，石墨烯原材料價格也會下降，采用石墨烯的設備也會越來越多。目前手機廠商為了給主板散熱會在主板上貼一層貼紙用來散熱。

石墨烯制成的電池可以改變手機的續航能力以及機身厚度，而且充電速度快。

目前新能源汽車都采用鋰離子電池，續航時間和充電速度一直是一個難題，一旦采用石墨烯電池這些問題都會解決。

利用石墨烯導熱快省電的功能，做成的衣物在冬季很暖和也很輕薄。

石墨烯的提煉技術和方式在一點點成熟，或許在不久的將來會完全取代我們身邊所常用的材料。一項新材料的誕生，往往都會是一個科技時代的改革。

整個2016年，康斯坦丁˙諾沃肖洛夫都顯得異常繁忙。

出席第三屆石墨烯高峰論壇、獲聘廈門大學名譽教授、出席2016浦江創新論壇、親臨世界移動大會并發表演講，諾沃肖洛夫這位因為石墨烯而獲得諾貝爾物理學獎的學者頻繁地出現在中國各地。

最新的消息顯示，諾沃肖洛夫出席了8月22日在廣西南寧舉辦的2016石墨烯產業˙技術高峰論壇。

"我最享受的是在實驗室里鉆研石墨烯，去研究、探索它的一些新的性質。當然了，看到石墨烯這種材料它能夠在很多領域，在很多相關方面得到應用，我也是特別地高興。"  諾沃肖洛夫也坦言，為了讓石墨烯在人們的日常生活得到更好地運用，還需要做很多的工作。

這也道出了石墨烯遇到的"窘境"，科研學術熱，投資熱，在應用端的實際開發卻偏少偏冷，石墨烯的產業化應用尚舉步維艱。

"我們一般不投石墨烯企業。"有專注于新材料領域的資深投資人士告訴新材料在線，石墨烯應用的產品沒有太多，而且每個領域應用優勢不太明顯，打著石墨烯旗號的企業又太多。

問世后的第12個年頭，石墨烯的大規模應用仍晦暗不明。

石墨烯作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，被稱為"黑金"，是"新材料之王"。但當前國內對石墨烯材料的應用，還僅僅停留在對已有材料的改進方面，顛覆性的創新應用尚待開發。

但在石墨烯企業看來，一場石墨烯產業的盛宴儼然已經到來，企業要做的就是如何在這場盛宴中攫取更豐厚的利潤和尋找到更大的市場空間。越來越多的企業開始步入到這場石墨烯的"愛恨"糾纏中。

盛宴

7月8日，東旭光電在釣魚臺舉辦了石墨烯基鋰離子電池產品發布會，推出了世界首款石墨烯基鋰離子電池產品——"烯王"，這也是東旭光電推出的第一個直接面向消費者的石墨烯產品?，F場，"烯王"15分鐘充滿4800mAh的超能力折服全場。

"烯王產品問世以來，來自石墨烯基鋰離子電池應用端企業的調研及合作洽談已經讓公司企業有點應接不暇了，大家對石墨烯基鋰離子電池的產業化充滿期待。"東旭光電副總經理王忠輝在"Touch  Taiwan智能顯示與觸摸屏展覽會"主題論壇現場表示，石墨烯基鋰離子電池技術是是石墨烯業界翹首以盼的真正的殺手級應用。

銀河證券在研報中也表示，烯王的問世，邁出了石墨烯產業化的重要一步。

被稱為新材料"黑金"的石墨烯，是2004年由英國曼徹斯特大學物理學家安德烈˙蓋姆和康斯坦丁˙諾沃肖洛夫發現的一種碳的同素異形體，這種厚度只有一個原子的碳薄膜具有獨特的機械和電子性能，不僅可用于顯示屏、電路，覆蓋新能源產業的各個領域，同時在防腐涂料、功能紡織品、橡膠制品、顯示器件等領域也有廣闊的應用空間。

基于石墨烯的特殊性能，在問世后，多個國家政府和眾多企業都投入了巨資展開了對石墨烯研發及應用開發。

石墨烯的特性

Source：賽瑞研究整理

中國石墨烯產業聯盟的數據統計顯示，目前全球石墨烯年產能達到百噸級，未來五年到十年將達到千噸級。預計到2020年，全球石墨烯市場規模將超1000億元。

據新材料在線不完全統計，僅2016年，以石墨烯為主題的會議論壇就高達十數場，分布地域既包含了北上深這樣的重點城市，也涵蓋了西安、南寧這樣的西南和西北重鎮，石墨烯之熱可見一斑。

就在近日，華為宣布與曼徹斯特大學合作研究石墨烯的應用，該項目合作期初定為兩年，研究如何將石墨烯領域的突破性成果應用于消費電子產品和移動通信設備。

有評論表示，對于華為這幾年的另一項拳頭產品——手機來說，石墨烯更能帶來翻天覆地的變化：手機中有大量的芯片，比如音頻芯片、視頻芯片、電源管理芯片、能夠獲得更好拍照效果的ISP芯片、WIFI芯片、CPU、GPU、基帶(某些廠商可能會將這些芯片集成為SOC)等等，如果這些芯片都使用石墨烯材料制造，那么手機芯片的性能將會大幅提升，同時功耗將大幅下降。

據新材料在線根據上市公司公告等公開數據統計，目前已經有超過30家上市公司投資了石墨烯。

石墨烯的各種應用傳言更是鋪天蓋地，其中雖然有很多過于浮夸，神話石墨烯的言論，但也可以看出石墨烯未來巨大的應用潛能和產業界對此寄予的殷殷之情。

巨大的市場空間和對石墨烯未來廣闊應用領域的無限遐想開啟了一場石墨烯的盛宴。