石墨烯是一種由碳原子按照sp⊃2;化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，厚度為一個(gè)碳原子。
石墨烯最早出現(xiàn)于2004年，在英國曼徹斯特大學(xué)的一所實(shí)驗(yàn)室里，兩位科學(xué)家成功用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，1毫米厚的石墨大約包含300萬層石墨烯，可見其剝離之難。石墨烯因其獨(dú)特的電學(xué)性能、力學(xué)性能、光學(xué)性能、熱性能和高比表面積，近年來受到化學(xué)、物理、材料、能源環(huán)境等領(lǐng)域的極大重視，前景廣闊，被公認(rèn)為21實(shí)際的“未來材料”和“革命材料”。據(jù)預(yù)計(jì)，到2024年前后，石墨烯器件有望替代互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）器件，在納米電子器件、光電化學(xué)電池、超輕型飛機(jī)材料等研究領(lǐng)域得到應(yīng)用。
石墨烯市場
我國石墨烯產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國石墨烯產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到100億元，較2015年的6億元實(shí)現(xiàn)年均增長超過100%，預(yù)計(jì)到 2020 年末，全球和國內(nèi)石墨烯行業(yè)市場規(guī)模分別為 95 億美元和 200 億元，中國石墨烯市場規(guī)模約占全球石墨烯總市場規(guī)模的 30%，并有逐年提高的趨勢。初步形成了以新能源、涂料、大健康、節(jié)能環(huán)保、化工新材料、電子信息為主的六大產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域，其中在新能源領(lǐng)域的市場規(guī)模占比超過60%。
石墨烯應(yīng)用
超級電容器：解決充電時(shí)間長續(xù)航短瓶頸
超級電容器是指介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置，它既具有電容器快速充放電的特性，同時(shí)又具有電池的儲(chǔ)能特性，是一種擁有高能量密度的電化學(xué)電容器，比傳統(tǒng)的電解電容容量高上數(shù)百倍至千倍不等。與蓄電池和傳統(tǒng)物理電容器相比，超級電容器的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在功率密度高、循環(huán)壽命長、工作溫限寬、免維護(hù)、綠色環(huán)保等方面。石墨烯擁有良好的導(dǎo)電性、高密度和比表面積，是超級電容的理想材料。
防腐涂料：熱穩(wěn)定和抗菌性能優(yōu)勢顯著
防腐涂料是指防腐涂料是指由底漆、中漆和面漆組成的具有防腐蝕功能的涂料，依據(jù)涂料應(yīng)用領(lǐng)域的不同，可以分為常規(guī)防腐涂料和重防腐涂料。我國防腐涂料市場巨大，并且規(guī)模還在逐年增長。
石墨烯防腐涂料相對于其他防腐涂料而言，在導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、抗菌性能等方面優(yōu)勢更為明顯。石墨烯由于其良好的導(dǎo)電性能和片狀搭接阻隔性能，可以對氧和腐蝕介質(zhì)起到屏蔽作用，降低了防腐涂層的滲透性能，從而提高涂層的防腐蝕性能。中國防腐涂料發(fā)展較快，2019 年，我國防腐涂料總產(chǎn)量 535 萬噸，同比增長 18.4%，占涂料總產(chǎn)量的 22.2%。
鋰電池導(dǎo)電劑：需求支撐&成本下降行業(yè)高增速
鋰電池導(dǎo)電劑的首要作用是提高電子電導(dǎo)率。導(dǎo)電劑在具活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與集流體之間起到收集微電流的作用以減小電極的接觸電阻，提高鋰電池中電子的遷移速率，降低電池極化。此外，導(dǎo)電劑也可以提高極片加工性，促進(jìn)電解液對極片的浸潤，從而提高鋰電池的使用壽命。常用的鋰電池導(dǎo)電劑可以分為兩類：第一類為傳統(tǒng)導(dǎo)電劑（如炭黑、導(dǎo)電石墨、碳纖維等），第二類為新型導(dǎo)電劑（如碳納米管、石墨烯及其混合導(dǎo)電漿料等）。
柔性顯示屏：可穿戴設(shè)備是市場主要驅(qū)動(dòng)力
石墨烯薄膜具有因?qū)щ娦粤己茫呷嵝裕腹庑詮?qiáng)等原因，未來可廣泛應(yīng)用于柔性顯示領(lǐng)域。目前市場上使用最多的柔性顯示屏為 ITO 膜（陶瓷材料氧化銦錫），該材料制作工藝趨于成熟，價(jià)格較低。但彎折后就不再具有導(dǎo)電性，無法滿足未來移動(dòng)設(shè)備、可穿戴設(shè)備柔性顯示屏的需求，而石墨烯薄膜因其良好的導(dǎo)電性，柔性，透光性，認(rèn)為均優(yōu)于 ITO 膜，更適合柔性顯示屏未來發(fā)展趨勢，被認(rèn)為是完美替代 ITO 膜的材料。
傳感器：石墨烯化學(xué)敏感性強(qiáng)，在醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域前景廣闊
石墨烯是良好的化學(xué)傳感器制作材料。這個(gè)過程主要是通過石墨烯的表紅外光束激發(fā)等離子體面吸附性能來完成的，石墨烯化學(xué)探測器的靈敏度非常高。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對周圍的環(huán)境非常敏感。石墨烯是電化學(xué)生物傳感器的理想材料，石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學(xué)上具有良好的靈敏性。
文章來源：中國粉體網(wǎng)
原標(biāo)題：《【行業(yè)動(dòng)態(tài)】“未來材料”石墨烯》
