石墨烯是一種由碳原子按照sp^2雜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(guó)曼徹斯特大學(xué)的一所實(shí)驗(yàn)室里，安德烈• 杰姆和康斯坦丁•諾沃肖洛夫兩位科學(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，倆人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
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”。中國(guó)科學(xué)院預(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(chǎng)
我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)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(zhǎng)超過100%，預(yù)計(jì)到 2020 年末，全球和國(guó)內(nèi)石墨烯行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模分別為 95 億美元和 200 億元，中國(guó)石墨烯市場(chǎng)規(guī)模約占全球石墨烯總市場(chǎng)規(guī)模的 30%，并有逐年提高的趨勢(shì)。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(chǎng)規(guī)模占比超過60%。
中國(guó)石墨烯行業(yè)格局現(xiàn)狀
長(zhǎng)三角與珠三角均為我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的聚合區(qū)之一。
其中，長(zhǎng)三角地區(qū)是我國(guó)石墨烯發(fā)展較早，產(chǎn)業(yè)鏈較為完善的集群地之一，產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完善，長(zhǎng)三角地區(qū)中上海、江蘇、浙江、安徽布局較早，在國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際石墨烯版圖上的影響力不斷提升，形成了以“江蘇常州為核心，浙江寧波為引領(lǐng)，上海安徽同步發(fā)展”的集群發(fā)展模式。
珠三角地區(qū)則以深圳為核心，在能源、新材料、電子信息、可穿戴設(shè)備、電動(dòng)汽車等諸多領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)集群發(fā)達(dá)，石墨烯應(yīng)用市場(chǎng)較為完善，在石墨烯產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)備制造方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，珠三角地區(qū)石墨烯科研水平不斷推進(jìn)，石墨烯太赫茲芯片、柔性顯示等技術(shù)躋身世界前沿。
石墨烯應(yīng)用
超級(jí)電容器：解決充電時(shí)間長(zhǎng)續(xù)航短瓶頸
超級(jí)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(jí)電容器的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、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(jí)電容的理想材料。
防腐涂料：熱穩(wěn)定和抗菌性能優(yōu)勢(shì)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(guó)防腐涂料市場(chǎng)巨大，并且規(guī)模還在逐年增長(zhǎng)。
石墨烯防腐涂料相對(duì)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(shì)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(duì)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(guó)防腐涂料發(fā)展較快，2019 年，我國(guó)防腐涂料總產(chǎn)量 535 萬噸，同比增長(zhǎng) 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(duì)極片的浸潤(rùn)，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(chǎng)主要驅(qū)動(dòng)力
石墨烯薄膜具有因?qū)щ娦粤己�，高柔性，透光性�?qiáng)等原因，未來可廣泛應(yīng)用于柔性顯示領(lǐng)域。目前市場(chǎng)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(shì)，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(cè)器的靈敏度非常高。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對(duì)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。
石墨烯傳感器在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)規(guī)模在 2019 年達(dá)到了 2 億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為71%。預(yù)計(jì)到到 2020 年，石墨烯傳感器在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)規(guī)模約為 4 億元，實(shí)現(xiàn)了十倍擴(kuò)張。
參考資料：
龔誠(chéng)，商艾華.石墨烯：前景廣闊的二維納米材料.
東城觀星. 石墨烯到底是科技還是科幻？帶你了解有關(guān)石墨烯的那些事
中研網(wǎng).石墨烯發(fā)展前景如何？2020石墨烯市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)查
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星屑）
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