(來源: 楊江凱)
1.1 石墨烯簡介
石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為 0.335nm，僅有一層碳原子。但實際上，10 層以內的石墨結構也可稱作石墨烯，而 10 層以上的則被稱為石墨薄膜。單層石墨烯是指只有一個碳原子層厚度的石墨，碳原子-碳原子之間依靠共價鍵相連接而形成蜂窩狀結構。完美的石墨烯具有理想的二維晶體結構，由六邊形晶格組成。
1.2 石墨烯特性
石墨烯因為其特殊的結構，具有很多突出的性能，引起科學界巨大興趣，成為材料科學研究熱點。力學性能。石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料（0.34nm），也是有史以來被證實的最結實的材料，強度可達 130GPa，約為世界上最好的鋼材的 100 多倍，且楊氏模量達 1.054-1.060TPa。它具有極好的彈性，可被拉伸至自身尺寸的120%，如果用石墨烯製成包裝袋，雖然質量極輕，但它將能承受大約 2t 的物品。石墨烯的硬度比莫氏硬度 10 級的金剛石還要高，卻具有很好的韌性（可彎曲性），迄今很少有材料能夠同時具備這兩種性質。
電磁性能。電子在石墨烯中傳輸的阻力很小，在亞微米距離移動時沒有散射，具有很好的電子傳輸性質，其中電子的運動速度達到了光速的 1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍於商用硅片的高載流子遷移率（15000cm2·V-1·s-1） ，也是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的 2 倍，因此有預言稱，石墨烯將成為硅的替代品，從而改變人類的生活。除此之外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應及室溫鐵磁性等特殊性質。
熱學性能。石墨烯具有極強的導熱性能，單層石墨烯的熱導率可達5000 W/m·K，是室溫下純金剛石的 3 倍，金屬銅的 12 倍。
石墨烯還具有優良的透光性能，光子透過率高 97.4%，其理論比表面積高達 2630 m2·g-1。
(來源: 楊江凱)
1.1 石墨烯簡介
石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為 0.335nm，僅有一層碳原子。但實際上，10 層以內的石墨結構也可稱作石墨烯，而 10 層以上的則被稱為石墨薄膜。單層石墨烯是指只有一個碳原子層厚度的石墨，碳原子-碳原子之間依靠共價鍵相連接而形成蜂窩狀結構。完美的石墨烯具有理想的二維晶體結構，由六邊形晶格組成。
1.2 石墨烯特性
石墨烯因為其特殊的結構，具有很多突出的性能，引起科學界巨大興趣，成為材料科學研究熱點。力學性能。石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料（0.34nm），也是有史以來被證實的最結實的材料，強度可達 130GPa，約為世界上最好的鋼材的 100 多倍，且楊氏模量達 1.054-1.060TPa。它具有極好的彈性，可被拉伸至自身尺寸的120%，如果用石墨烯製成包裝袋，雖然質量極輕，但它將能承受大約 2t 的物品。石墨烯的硬度比莫氏硬度 10 級的金剛石還要高，卻具有很好的韌性（可彎曲性），迄今很少有材料能夠同時具備這兩種性質。
電磁性能。電子在石墨烯中傳輸的阻力很小，在亞微米距離移動時沒有散射，具有很好的電子傳輸性質，其中電子的運動速度達到了光速的 1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍於商用硅片的高載流子遷移率（15000cm2·V-1·s-1） ，也是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的 2 倍，因此有預言稱，石墨烯將成為硅的替代品，從而改變人類的生活。除此之外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應及室溫鐵磁性等特殊性質。
熱學性能。石墨烯具有極強的導熱性能，單層石墨烯的熱導率可達5000 W/m·K，是室溫下純金剛石的 3 倍，金屬銅的 12 倍。
石墨烯還具有優良的透光性能，光子透過率高 97.4%，其理論比表面積高達 2630 m2·g-1。
2.1 石墨烯全球研究現狀
自 2010 年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，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，並共同獲得 2010 年諾貝爾物理學獎之後，在全球範圍內掀起了石墨烯研究開發以及產業促進的熱潮。
石墨烯相關專利和知識產權的申請數量逐年遞增。根據數據統計，石墨烯相關專利最早出現在 1994 年，隨著研究的深入和諾貝爾獎的獲得，2010 年之後迎來了噴井式的爆發，2010 年全球相關專利數量達到了 480 篇，2017 年已經增長到了 13371 篇，增長了 20 餘倍，反映出石墨烯在近幾年成為了研究的熱點。通過石墨烯技術生命週期圖可以看出，2008 年之前石墨烯相關專利技術還處於萌芽階段，2010 年之後，每年都有大量的新增的發明人進入相關研究，新的技術不斷出現，石墨烯技術進入快速成長階段。2017 年開始，增長率有所下降，說明石墨烯相關技術正在由成長階段向技術成熟階段過渡。
(來源: 楊江凱)
1.1 石墨烯簡介
石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為 0.335nm，僅有一層碳原子。但實際上，10 層以內的石墨結構也可稱作石墨烯，而 10 層以上的則被稱為石墨薄膜。單層石墨烯是指只有一個碳原子層厚度的石墨，碳原子-碳原子之間依靠共價鍵相連接而形成蜂窩狀結構。完美的石墨烯具有理想的二維晶體結構，由六邊形晶格組成。
1.2 石墨烯特性
石墨烯因為其特殊的結構，具有很多突出的性能，引起科學界巨大興趣，成為材料科學研究熱點。力學性能。石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料（0.34nm），也是有史以來被證實的最結實的材料，強度可達 130GPa，約為世界上最好的鋼材的 100 多倍，且楊氏模量達 1.054-1.060TPa。它具有極好的彈性，可被拉伸至自身尺寸的120%，如果用石墨烯製成包裝袋，雖然質量極輕，但它將能承受大約 2t 的物品。石墨烯的硬度比莫氏硬度 10 級的金剛石還要高，卻具有很好的韌性（可彎曲性），迄今很少有材料能夠同時具備這兩種性質。
電磁性能。電子在石墨烯中傳輸的阻力很小，在亞微米距離移動時沒有散射，具有很好的電子傳輸性質，其中電子的運動速度達到了光速的 1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍於商用硅片的高載流子遷移率（15000cm2·V-1·s-1） ，也是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的 2 倍，因此有預言稱，石墨烯將成為硅的替代品，從而改變人類的生活。除此之外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應及室溫鐵磁性等特殊性質。
熱學性能。石墨烯具有極強的導熱性能，單層石墨烯的熱導率可達5000 W/m·K，是室溫下純金剛石的 3 倍，金屬銅的 12 倍。
石墨烯還具有優良的透光性能，光子透過率高 97.4%，其理論比表面積高達 2630 m2·g-1。
2.1 石墨烯全球研究現狀
自 2010 年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，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，並共同獲得 2010 年諾貝爾物理學獎之後，在全球範圍內掀起了石墨烯研究開發以及產業促進的熱潮。
石墨烯相關專利和知識產權的申請數量逐年遞增。根據數據統計，石墨烯相關專利最早出現在 1994 年，隨著研究的深入和諾貝爾獎的獲得，2010 年之後迎來了噴井式的爆發，2010 年全球相關專利數量達到了 480 篇，2017 年已經增長到了 13371 篇，增長了 20 餘倍，反映出石墨烯在近幾年成為了研究的熱點。通過石墨烯技術生命週期圖可以看出，2008 年之前石墨烯相關專利技術還處於萌芽階段，2010 年之後，每年都有大量的新增的發明人進入相關研究，新的技術不斷出現，石墨烯技術進入快速成長階段。2017 年開始，增長率有所下降，說明石墨烯相關技術正在由成長階段向技術成熟階段過渡。
(來源: 楊江凱)
1.1 石墨烯簡介
石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為 0.335nm，僅有一層碳原子。但實際上，10 層以內的石墨結構也可稱作石墨烯，而 10 層以上的則被稱為石墨薄膜。單層石墨烯是指只有一個碳原子層厚度的石墨，碳原子-碳原子之間依靠共價鍵相連接而形成蜂窩狀結構。完美的石墨烯具有理想的二維晶體結構，由六邊形晶格組成。
1.2 石墨烯特性
石墨烯因為其特殊的結構，具有很多突出的性能，引起科學界巨大興趣，成為材料科學研究熱點。力學性能。石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料（0.34nm），也是有史以來被證實的最結實的材料，強度可達 130GPa，約為世界上最好的鋼材的 100 多倍，且楊氏模量達 1.054-1.060TPa。它具有極好的彈性，可被拉伸至自身尺寸的120%，如果用石墨烯製成包裝袋，雖然質量極輕，但它將能承受大約 2t 的物品。石墨烯的硬度比莫氏硬度 10 級的金剛石還要高，卻具有很好的韌性（可彎曲性），迄今很少有材料能夠同時具備這兩種性質。
電磁性能。電子在石墨烯中傳輸的阻力很小，在亞微米距離移動時沒有散射，具有很好的電子傳輸性質，其中電子的運動速度達到了光速的 1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍於商用硅片的高載流子遷移率（15000cm2·V-1·s-1） ，也是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的 2 倍，因此有預言稱，石墨烯將成為硅的替代品，從而改變人類的生活。除此之外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應及室溫鐵磁性等特殊性質。
熱學性能。石墨烯具有極強的導熱性能，單層石墨烯的熱導率可達5000 W/m·K，是室溫下純金剛石的 3 倍，金屬銅的 12 倍。
石墨烯還具有優良的透光性能，光子透過率高 97.4%，其理論比表面積高達 2630 m2·g-1。
2.1 石墨烯全球研究現狀
自 2010 年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，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，並共同獲得 2010 年諾貝爾物理學獎之後，在全球範圍內掀起了石墨烯研究開發以及產業促進的熱潮。
石墨烯相關專利和知識產權的申請數量逐年遞增。根據數據統計，石墨烯相關專利最早出現在 1994 年，隨著研究的深入和諾貝爾獎的獲得，2010 年之後迎來了噴井式的爆發，2010 年全球相關專利數量達到了 480 篇，2017 年已經增長到了 13371 篇，增長了 20 餘倍，反映出石墨烯在近幾年成為了研究的熱點。通過石墨烯技術生命週期圖可以看出，2008 年之前石墨烯相關專利技術還處於萌芽階段，2010 年之後，每年都有大量的新增的發明人進入相關研究，新的技術不斷出現，石墨烯技術進入快速成長階段。2017 年開始，增長率有所下降，說明石墨烯相關技術正在由成長階段向技術成熟階段過渡。
(來源: 楊江凱)
1.1 石墨烯簡介
石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為 0.335nm，僅有一層碳原子。但實際上，10 層以內的石墨結構也可稱作石墨烯，而 10 層以上的則被稱為石墨薄膜。單層石墨烯是指只有一個碳原子層厚度的石墨，碳原子-碳原子之間依靠共價鍵相連接而形成蜂窩狀結構。完美的石墨烯具有理想的二維晶體結構，由六邊形晶格組成。
1.2 石墨烯特性
石墨烯因為其特殊的結構，具有很多突出的性能，引起科學界巨大興趣，成為材料科學研究熱點。力學性能。石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料（0.34nm），也是有史以來被證實的最結實的材料，強度可達 130GPa，約為世界上最好的鋼材的 100 多倍，且楊氏模量達 1.054-1.060TPa。它具有極好的彈性，可被拉伸至自身尺寸的120%，如果用石墨烯製成包裝袋，雖然質量極輕，但它將能承受大約 2t 的物品。石墨烯的硬度比莫氏硬度 10 級的金剛石還要高，卻具有很好的韌性（可彎曲性），迄今很少有材料能夠同時具備這兩種性質。
電磁性能。電子在石墨烯中傳輸的阻力很小，在亞微米距離移動時沒有散射，具有很好的電子傳輸性質，其中電子的運動速度達到了光速的 1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍於商用硅片的高載流子遷移率（15000cm2·V-1·s-1） ，也是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的 2 倍，因此有預言稱，石墨烯將成為硅的替代品，從而改變人類的生活。除此之外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應及室溫鐵磁性等特殊性質。
熱學性能。石墨烯具有極強的導熱性能，單層石墨烯的熱導率可達5000 W/m·K，是室溫下純金剛石的 3 倍，金屬銅的 12 倍。
石墨烯還具有優良的透光性能，光子透過率高 97.4%，其理論比表面積高達 2630 m2·g-1。
2.1 石墨烯全球研究現狀
自 2010 年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，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，並共同獲得 2010 年諾貝爾物理學獎之後，在全球範圍內掀起了石墨烯研究開發以及產業促進的熱潮。
石墨烯相關專利和知識產權的申請數量逐年遞增。根據數據統計，石墨烯相關專利最早出現在 1994 年，隨著研究的深入和諾貝爾獎的獲得，2010 年之後迎來了噴井式的爆發，2010 年全球相關專利數量達到了 480 篇，2017 年已經增長到了 13371 篇，增長了 20 餘倍，反映出石墨烯在近幾年成為了研究的熱點。通過石墨烯技術生命週期圖可以看出，2008 年之前石墨烯相關專利技術還處於萌芽階段，2010 年之後，每年都有大量的新增的發明人進入相關研究，新的技術不斷出現，石墨烯技術進入快速成長階段。2017 年開始，增長率有所下降，說明石墨烯相關技術正在由成長階段向技術成熟階段過渡。
石墨烯上游-石墨
中國石墨資源豐富，其基礎儲量佔世界總儲量的 24%左右，2016 年石墨基礎儲量達到了 7321.51 萬噸，其中已探明晶質石墨的儲量達到了 3 億噸。中國石墨的產量也位居世界前列，2017 年中國石墨的產量已經達到了 78 萬噸。隨著石墨烯的研究進步，現在很多石墨烯相關產品已經開始準備商業化進程，石墨烯產業可能進入快速發展的階段，市場正逐步擴大，預計未來 2021 年我國石墨烯市場規模將達到 1026 億元。
(來源: 楊江凱)
1.1 石墨烯簡介
石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為 0.335nm，僅有一層碳原子。但實際上，10 層以內的石墨結構也可稱作石墨烯，而 10 層以上的則被稱為石墨薄膜。單層石墨烯是指只有一個碳原子層厚度的石墨，碳原子-碳原子之間依靠共價鍵相連接而形成蜂窩狀結構。完美的石墨烯具有理想的二維晶體結構，由六邊形晶格組成。
1.2 石墨烯特性
石墨烯因為其特殊的結構，具有很多突出的性能，引起科學界巨大興趣，成為材料科學研究熱點。力學性能。石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料（0.34nm），也是有史以來被證實的最結實的材料，強度可達 130GPa，約為世界上最好的鋼材的 100 多倍，且楊氏模量達 1.054-1.060TPa。它具有極好的彈性，可被拉伸至自身尺寸的120%，如果用石墨烯製成包裝袋，雖然質量極輕，但它將能承受大約 2t 的物品。石墨烯的硬度比莫氏硬度 10 級的金剛石還要高，卻具有很好的韌性（可彎曲性），迄今很少有材料能夠同時具備這兩種性質。
電磁性能。電子在石墨烯中傳輸的阻力很小，在亞微米距離移動時沒有散射，具有很好的電子傳輸性質，其中電子的運動速度達到了光速的 1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍於商用硅片的高載流子遷移率（15000cm2·V-1·s-1） ，也是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的 2 倍，因此有預言稱，石墨烯將成為硅的替代品，從而改變人類的生活。除此之外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應及室溫鐵磁性等特殊性質。
熱學性能。石墨烯具有極強的導熱性能，單層石墨烯的熱導率可達5000 W/m·K，是室溫下純金剛石的 3 倍，金屬銅的 12 倍。
石墨烯還具有優良的透光性能，光子透過率高 97.4%，其理論比表面積高達 2630 m2·g-1。
2.1 石墨烯全球研究現狀
自 2010 年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，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，並共同獲得 2010 年諾貝爾物理學獎之後，在全球範圍內掀起了石墨烯研究開發以及產業促進的熱潮。
石墨烯相關專利和知識產權的申請數量逐年遞增。根據數據統計，石墨烯相關專利最早出現在 1994 年，隨著研究的深入和諾貝爾獎的獲得，2010 年之後迎來了噴井式的爆發，2010 年全球相關專利數量達到了 480 篇，2017 年已經增長到了 13371 篇，增長了 20 餘倍，反映出石墨烯在近幾年成為了研究的熱點。通過石墨烯技術生命週期圖可以看出，2008 年之前石墨烯相關專利技術還處於萌芽階段，2010 年之後，每年都有大量的新增的發明人進入相關研究，新的技術不斷出現，石墨烯技術進入快速成長階段。2017 年開始，增長率有所下降，說明石墨烯相關技術正在由成長階段向技術成熟階段過渡。
石墨烯上游-石墨
中國石墨資源豐富，其基礎儲量佔世界總儲量的 24%左右，2016 年石墨基礎儲量達到了 7321.51 萬噸，其中已探明晶質石墨的儲量達到了 3 億噸。中國石墨的產量也位居世界前列，2017 年中國石墨的產量已經達到了 78 萬噸。隨著石墨烯的研究進步，現在很多石墨烯相關產品已經開始準備商業化進程，石墨烯產業可能進入快速發展的階段，市場正逐步擴大，預計未來 2021 年我國石墨烯市場規模將達到 1026 億元。
石墨烯超級電容器石墨烯超級電容器介紹
超級電容器是指介於傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，它既具有電容器快速充放電的特性，同時又具有電池的儲能特性。超級電容器對其電極材料有著“六高”的要求，分別是：高比表面積，高中孔率，高堆積比重，高純度，高電導率和高性價比。綜合各種電極材料特性來看，石墨烯具有較大的比表面積和較高的導電性，加上其特殊的平面二維結構，是超級電容器的理想材料，但是其較高的成本，仍是在技術上需要解決的問題。
(來源: 楊江凱)
1.1 石墨烯簡介
石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為 0.335nm，僅有一層碳原子。但實際上，10 層以內的石墨結構也可稱作石墨烯，而 10 層以上的則被稱為石墨薄膜。單層石墨烯是指只有一個碳原子層厚度的石墨，碳原子-碳原子之間依靠共價鍵相連接而形成蜂窩狀結構。完美的石墨烯具有理想的二維晶體結構，由六邊形晶格組成。
1.2 石墨烯特性
石墨烯因為其特殊的結構，具有很多突出的性能，引起科學界巨大興趣，成為材料科學研究熱點。力學性能。石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料（0.34nm），也是有史以來被證實的最結實的材料，強度可達 130GPa，約為世界上最好的鋼材的 100 多倍，且楊氏模量達 1.054-1.060TPa。它具有極好的彈性，可被拉伸至自身尺寸的120%，如果用石墨烯製成包裝袋，雖然質量極輕，但它將能承受大約 2t 的物品。石墨烯的硬度比莫氏硬度 10 級的金剛石還要高，卻具有很好的韌性（可彎曲性），迄今很少有材料能夠同時具備這兩種性質。
電磁性能。電子在石墨烯中傳輸的阻力很小，在亞微米距離移動時沒有散射，具有很好的電子傳輸性質，其中電子的運動速度達到了光速的 1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍於商用硅片的高載流子遷移率（15000cm2·V-1·s-1） ，也是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的 2 倍，因此有預言稱，石墨烯將成為硅的替代品，從而改變人類的生活。除此之外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應及室溫鐵磁性等特殊性質。
熱學性能。石墨烯具有極強的導熱性能，單層石墨烯的熱導率可達5000 W/m·K，是室溫下純金剛石的 3 倍，金屬銅的 12 倍。
石墨烯還具有優良的透光性能，光子透過率高 97.4%，其理論比表面積高達 2630 m2·g-1。
2.1 石墨烯全球研究現狀
自 2010 年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，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，並共同獲得 2010 年諾貝爾物理學獎之後，在全球範圍內掀起了石墨烯研究開發以及產業促進的熱潮。
石墨烯相關專利和知識產權的申請數量逐年遞增。根據數據統計，石墨烯相關專利最早出現在 1994 年，隨著研究的深入和諾貝爾獎的獲得，2010 年之後迎來了噴井式的爆發，2010 年全球相關專利數量達到了 480 篇，2017 年已經增長到了 13371 篇，增長了 20 餘倍，反映出石墨烯在近幾年成為了研究的熱點。通過石墨烯技術生命週期圖可以看出，2008 年之前石墨烯相關專利技術還處於萌芽階段，2010 年之後，每年都有大量的新增的發明人進入相關研究，新的技術不斷出現，石墨烯技術進入快速成長階段。2017 年開始，增長率有所下降，說明石墨烯相關技術正在由成長階段向技術成熟階段過渡。
石墨烯上游-石墨
中國石墨資源豐富，其基礎儲量佔世界總儲量的 24%左右，2016 年石墨基礎儲量達到了 7321.51 萬噸，其中已探明晶質石墨的儲量達到了 3 億噸。中國石墨的產量也位居世界前列，2017 年中國石墨的產量已經達到了 78 萬噸。隨著石墨烯的研究進步，現在很多石墨烯相關產品已經開始準備商業化進程，石墨烯產業可能進入快速發展的階段，市場正逐步擴大，預計未來 2021 年我國石墨烯市場規模將達到 1026 億元。
石墨烯超級電容器石墨烯超級電容器介紹
超級電容器是指介於傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，它既具有電容器快速充放電的特性，同時又具有電池的儲能特性。超級電容器對其電極材料有著“六高”的要求，分別是：高比表面積，高中孔率，高堆積比重，高純度，高電導率和高性價比。綜合各種電極材料特性來看，石墨烯具有較大的比表面積和較高的導電性，加上其特殊的平面二維結構，是超級電容器的理想材料，但是其較高的成本，仍是在技術上需要解決的問題。
防腐塗料
隨著經濟的發展和技術的進步，國內塗料的需求增長迅速。數據顯示，我國塗料的產量從 2001 年的 122.78 萬噸，增加到 2017 年的 2041 萬噸，近年來依舊保持一個增長趨勢。鋼鐵等金屬的生鏽，腐蝕即影響了金屬的使用壽命，又造成了大量的經濟損失，因此國家對於防腐塗料的需求也在逐年擴大。石墨烯本身具有的獨特結構性質，使其在物理防腐和電化學防腐方面都展現出一定的優勢，相比於純石墨烯防腐塗料，石墨烯複合防腐塗料能夠兼顧石墨烯優異的化學穩定性、快速導電性、突出的力學性能和聚合物樹脂的強附著力、成膜性，可協同提高塗料的綜合性能。因此，石墨烯複合防腐塗料將是發張的重點，市場潛力巨大。
石墨烯鋰電池
鋰離子電池是迄今為止能量比最高的二次電池，而石墨烯又具有質地薄，硬度大，電子移動速度快，導電性強等優勢，其出現為鋰離子電池高性能，高容量，高倍率，長壽命的突破帶來了可能。
石墨烯在負極材料中的應用
石墨烯的微觀形狀和結構很大程度上決定了石墨烯作為電池負極材料的電化學性能，石墨烯負極主要分為以下幾類：石墨烯直接作為電池負極；石墨烯/SnO2 複合材料；石墨烯/Si 複合材料；石墨烯與 Fe2O3,Co3O4等複合材料石墨烯在正極材料中的應用石墨烯在正極材料中主要利用的是石墨烯柔韌的網狀導電結構和石墨烯的片層結構形成的連續的三維導電網絡。目前石墨烯在正極材料中主要作為“輔料”，主要分類：石墨烯/錳酸鋰複合材料；石墨烯/磷酸釩鋰複合材料；石墨烯/磷酸鐵鋰複合材料。
石墨烯作為導電劑
石墨烯還可以作為導電劑添加進正負極材料中增加電極的導電性，提高材料的循環性能和高倍率性能，其改性效果明顯要高於天然石墨，但是其高倍率性能不理想，難以廣泛應用。
柔性屏
柔性顯示是指一類使用柔性基板，可以製造成超薄、超大、可彎曲的顯示器件或顯示技術。柔性顯示屏作為玻璃顯示屏的替代品，具備耐衝擊、可彎曲、輕量便攜、節能環保等特性更適用於便攜式或可穿戴式消費電子產品。
目前，傳統手機觸摸屏的工作層材料主要為陶瓷材料氧化銦錫（ITO），但是 ITO 彎折後就不在具有導電性，越來越無法滿足未來移動設備，可穿戴設備，智能家居等的產品需求。近幾年，出現了多種 ITO 的替代材料，比如：金屬網格，納米銀線，石墨烯等。而這其中，石墨烯導電薄膜具有優秀的導電性，透光性，柔性等，被認為是柔性顯示屏中可完美替代 ITO 的材料，未來可以廣泛應用於觸摸屏、可穿戴設備，智能家居等方面。
傳感器
石墨烯有著獨特的物理屬性，使得它在探測和傳感器方面是很有利的材料。石墨烯的具有大比表面積，使之對周圍的環境非常敏感，即使是一個氣體分子吸附或釋放都可以檢測到，因此可以用於石墨烯氣體傳感器。石墨烯具有很強的電子性能可以提供大面積檢測，超高機動性和雙極性場效應的特點，是優秀的生物傳感材料，因此石墨烯生物傳感器也有很廣的應用。除此之外，目前還在石墨烯壓力傳感器，石墨烯液體傳感器，石墨烯電化學傳感器等方面的研究較多。
(來源: 楊江凱)
1.1 石墨烯簡介
石墨烯（Graphene）是從石墨材料中剝離出來，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為 0.335nm，僅有一層碳原子。但實際上，10 層以內的石墨結構也可稱作石墨烯，而 10 層以上的則被稱為石墨薄膜。單層石墨烯是指只有一個碳原子層厚度的石墨，碳原子-碳原子之間依靠共價鍵相連接而形成蜂窩狀結構。完美的石墨烯具有理想的二維晶體結構，由六邊形晶格組成。
1.2 石墨烯特性
石墨烯因為其特殊的結構，具有很多突出的性能，引起科學界巨大興趣，成為材料科學研究熱點。力學性能。石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料（0.34nm），也是有史以來被證實的最結實的材料，強度可達 130GPa，約為世界上最好的鋼材的 100 多倍，且楊氏模量達 1.054-1.060TPa。它具有極好的彈性，可被拉伸至自身尺寸的120%，如果用石墨烯製成包裝袋，雖然質量極輕，但它將能承受大約 2t 的物品。石墨烯的硬度比莫氏硬度 10 級的金剛石還要高，卻具有很好的韌性（可彎曲性），迄今很少有材料能夠同時具備這兩種性質。
電磁性能。電子在石墨烯中傳輸的阻力很小，在亞微米距離移動時沒有散射，具有很好的電子傳輸性質，其中電子的運動速度達到了光速的 1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。最新的研究表明，石墨烯具有 10 倍於商用硅片的高載流子遷移率（15000cm2·V-1·s-1） ，也是目前已知的具有最高遷移率的銻化銦材料的 2 倍，因此有預言稱，石墨烯將成為硅的替代品，從而改變人類的生活。除此之外，石墨烯還具有室溫量子霍爾效應及室溫鐵磁性等特殊性質。
熱學性能。石墨烯具有極強的導熱性能，單層石墨烯的熱導率可達5000 W/m·K，是室溫下純金剛石的 3 倍，金屬銅的 12 倍。
石墨烯還具有優良的透光性能，光子透過率高 97.4%，其理論比表面積高達 2630 m2·g-1。
2.1 石墨烯全球研究現狀
自 2010 年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，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，並共同獲得 2010 年諾貝爾物理學獎之後，在全球範圍內掀起了石墨烯研究開發以及產業促進的熱潮。
石墨烯相關專利和知識產權的申請數量逐年遞增。根據數據統計，石墨烯相關專利最早出現在 1994 年，隨著研究的深入和諾貝爾獎的獲得，2010 年之後迎來了噴井式的爆發，2010 年全球相關專利數量達到了 480 篇，2017 年已經增長到了 13371 篇，增長了 20 餘倍，反映出石墨烯在近幾年成為了研究的熱點。通過石墨烯技術生命週期圖可以看出，2008 年之前石墨烯相關專利技術還處於萌芽階段，2010 年之後，每年都有大量的新增的發明人進入相關研究，新的技術不斷出現，石墨烯技術進入快速成長階段。2017 年開始，增長率有所下降，說明石墨烯相關技術正在由成長階段向技術成熟階段過渡。
石墨烯上游-石墨
中國石墨資源豐富，其基礎儲量佔世界總儲量的 24%左右，2016 年石墨基礎儲量達到了 7321.51 萬噸，其中已探明晶質石墨的儲量達到了 3 億噸。中國石墨的產量也位居世界前列，2017 年中國石墨的產量已經達到了 78 萬噸。隨著石墨烯的研究進步，現在很多石墨烯相關產品已經開始準備商業化進程，石墨烯產業可能進入快速發展的階段，市場正逐步擴大，預計未來 2021 年我國石墨烯市場規模將達到 1026 億元。
石墨烯超級電容器石墨烯超級電容器介紹
超級電容器是指介於傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，它既具有電容器快速充放電的特性，同時又具有電池的儲能特性。超級電容器對其電極材料有著“六高”的要求，分別是：高比表面積，高中孔率，高堆積比重，高純度，高電導率和高性價比。綜合各種電極材料特性來看，石墨烯具有較大的比表面積和較高的導電性，加上其特殊的平面二維結構，是超級電容器的理想材料，但是其較高的成本，仍是在技術上需要解決的問題。
防腐塗料
隨著經濟的發展和技術的進步，國內塗料的需求增長迅速。數據顯示，我國塗料的產量從 2001 年的 122.78 萬噸，增加到 2017 年的 2041 萬噸，近年來依舊保持一個增長趨勢。鋼鐵等金屬的生鏽，腐蝕即影響了金屬的使用壽命，又造成了大量的經濟損失，因此國家對於防腐塗料的需求也在逐年擴大。石墨烯本身具有的獨特結構性質，使其在物理防腐和電化學防腐方面都展現出一定的優勢，相比於純石墨烯防腐塗料，石墨烯複合防腐塗料能夠兼顧石墨烯優異的化學穩定性、快速導電性、突出的力學性能和聚合物樹脂的強附著力、成膜性，可協同提高塗料的綜合性能。因此，石墨烯複合防腐塗料將是發張的重點，市場潛力巨大。
石墨烯鋰電池
鋰離子電池是迄今為止能量比最高的二次電池，而石墨烯又具有質地薄，硬度大，電子移動速度快，導電性強等優勢，其出現為鋰離子電池高性能，高容量，高倍率，長壽命的突破帶來了可能。
石墨烯在負極材料中的應用
石墨烯的微觀形狀和結構很大程度上決定了石墨烯作為電池負極材料的電化學性能，石墨烯負極主要分為以下幾類：石墨烯直接作為電池負極；石墨烯/SnO2 複合材料；石墨烯/Si 複合材料；石墨烯與 Fe2O3,Co3O4等複合材料石墨烯在正極材料中的應用石墨烯在正極材料中主要利用的是石墨烯柔韌的網狀導電結構和石墨烯的片層結構形成的連續的三維導電網絡。目前石墨烯在正極材料中主要作為“輔料”，主要分類：石墨烯/錳酸鋰複合材料；石墨烯/磷酸釩鋰複合材料；石墨烯/磷酸鐵鋰複合材料。
石墨烯作為導電劑
石墨烯還可以作為導電劑添加進正負極材料中增加電極的導電性，提高材料的循環性能和高倍率性能，其改性效果明顯要高於天然石墨，但是其高倍率性能不理想，難以廣泛應用。
柔性屏
柔性顯示是指一類使用柔性基板，可以製造成超薄、超大、可彎曲的顯示器件或顯示技術。柔性顯示屏作為玻璃顯示屏的替代品，具備耐衝擊、可彎曲、輕量便攜、節能環保等特性更適用於便攜式或可穿戴式消費電子產品。
目前，傳統手機觸摸屏的工作層材料主要為陶瓷材料氧化銦錫（ITO），但是 ITO 彎折後就不在具有導電性，越來越無法滿足未來移動設備，可穿戴設備，智能家居等的產品需求。近幾年，出現了多種 ITO 的替代材料，比如：金屬網格，納米銀線，石墨烯等。而這其中，石墨烯導電薄膜具有優秀的導電性，透光性，柔性等，被認為是柔性顯示屏中可完美替代 ITO 的材料，未來可以廣泛應用於觸摸屏、可穿戴設備，智能家居等方面。
傳感器
石墨烯有著獨特的物理屬性，使得它在探測和傳感器方面是很有利的材料。石墨烯的具有大比表面積，使之對周圍的環境非常敏感，即使是一個氣體分子吸附或釋放都可以檢測到，因此可以用於石墨烯氣體傳感器。石墨烯具有很強的電子性能可以提供大面積檢測，超高機動性和雙極性場效應的特點，是優秀的生物傳感材料，因此石墨烯生物傳感器也有很廣的應用。除此之外，目前還在石墨烯壓力傳感器，石墨烯液體傳感器，石墨烯電化學傳感器等方面的研究較多。