超薄超輕型飛(fēi)機、超薄可折疊手機、太空(kōng)電梯……被譽爲“21世紀神奇材料”的石墨烯以其神奇特性承載着人們的無數想象。世界主要國家均高(gāo)度重視(shì)發展石墨烯相關産業，期待它帶來(lái)巨大(dà)的市場價值
2014年底，西班牙石墨烯公司同科爾多瓦大(dà)學合作(zuò)研究出首例石墨烯聚合材料電池，其儲電量是目前市場最好(hǎo)産品的3倍，用(yòng)此電池提供電力的電動車最多能(néng)行駛1000公裏，而其充電時(shí)間不到(dào)8分鐘(zhōng)。該公司已與德國四大(dà)汽車公司中的兩家進行聯合測試，計(jì)劃在2015年将該電池投入生産。
2014年10月，美(měi)國麻省理(lǐ)工(gōng)學院研究人員發現(xiàn)，揉皺的石墨烯紙(zhǐ)可用(yòng)于制備易彎曲、折疊或拉伸到(dào)其原始大(dà)小(xiǎo)800%的超級電容器，且揉皺—平複1000次其性能(néng)也(yě)不發生明(míng)顯降低(dī)。
兩名英國科學家利用(yòng)“膠帶”從(cóng)石墨表面“撕”出的單層物質，爲他(tā)們赢得了(le)諾獎桂冠
石墨烯的發現(xiàn)者可能(néng)未曾預料到(dào)它的研發會(huì)有如此迅猛的突破。2004年，英國曼徹斯特大(dà)學物理(lǐ)學家安德烈·海姆和(hé)康斯坦丁·諾沃肖洛夫通過簡單的“機械剝離法”，利用(yòng)“膠帶”從(cóng)石墨表面“撕”出單層的石墨——石墨烯。2010年諾貝爾物理(lǐ)學獎授予了(le)這(zhè)兩位物理(lǐ)學家，以表彰他(tā)們對(duì)石墨烯的研究。
石墨烯是單原子層的二維晶體材料，也(yě)是結構最爲簡單的碳材料。常見的石墨材料可以看(kàn)作(zuò)由石墨烯層層堆疊而成，因此石墨烯也(yě)被視(shì)作(zuò) “單層石墨”。被譽爲“21世紀神奇材料”的石墨烯是目前已知(zhī)的世上(shàng)最薄、最堅硬、室溫下(xià)導電性最好(hǎo)而且擁有強大(dà)靈活性的納米材料：它可以薄到(dào)隻有一個碳原子的厚度，1毫米厚的石墨薄片中能(néng)剝離出300萬層石墨烯；它很(hěn)硬，其強度比鋼還要高(gāo)200倍；在室溫下(xià)，電阻率最低(dī)的物質是銀，而石墨烯的電阻率比銀還小(xiǎo)；它透明(míng)而不透氣……種種特性使石墨烯未來(lái)在觸摸屏、傳感器、蓄電池等諸多領域的應用(yòng)充滿想象。
科學家預計(jì)，未來(lái)5到(dào)10年裏，石墨烯研究會(huì)有很(hěn)大(dà)發展，首個石墨烯觸摸屏将在三五年内上(shàng)市，石墨烯電子紙(zhǐ)樣品2015年可以研發成功，超薄超輕型飛(fēi)機、超薄可折疊手機、高(gāo)強度航空(kōng)材料，甚至更富想象力的太空(kōng)電梯等未來(lái)設備将在相關領域引發革命性突破，并帶動價值數萬億美(měi)元的新興産業鏈。
目前，石墨烯原材料石墨的市場售價約爲3000元/噸，而提煉成石墨烯後，石墨烯的市場售價高(gāo)達100萬元/噸。随着批量化生産和(hé)大(dà)尺寸難題逐步突破，石墨烯的産業化步伐正在加快(kuài)，國内外(wài)相關機構的科研投入力度也(yě)在上(shàng)升，市場關注度随之升溫。
中國
發展迅速，基礎與應用(yòng)研究并行
中國是目前石墨烯研究和(hé)應用(yòng)開(kāi)發最爲活躍的國家之一。數據顯示，在所有國家中，中國申請(qǐng)的石墨烯專利數量最多，已超過2200項，占全世界的1/3。2013年工(gōng)信部發布的《新材料産業“十二五”發展規劃》中的前沿新材料中就包含石墨烯。國家自(zì)然科學基金(jīn)委資助了(le)大(dà)量有關石墨烯的基礎研究項目，國家科技重大(dà)專項、國家973計(jì)劃也(yě)部署了(le)一批重大(dà)項目。各級政府對(duì)石墨烯表現(xiàn)出極大(dà)的興趣，已經初步形成了(le)政府、科研機構、研發和(hé)應用(yòng)企業協同創新的官産學研合作(zuò)對(duì)接機制。2011年10月，江蘇常州成立了(le)江南石墨烯研究院，爲國内首個基于石墨烯材料及應用(yòng)的産業化基地。
中國目前已經走在了(le)石墨烯産業化的前列，湧現(xiàn)出了(le)一大(dà)批石墨烯相關企業，産業方向集中在石墨烯的制備以及儲能(néng)、觸摸屏和(hé)塗層等幾個應用(yòng)領域。科學家也(yě)已經開(kāi)發了(le)一系列石墨烯基儲能(néng)材料，如石墨烯基高(gāo)密度多孔碳材料，爲促進石墨烯的實際應用(yòng)鋪平了(le)道(dào)路。2013年7月，中國石墨烯産業技術創新戰略聯盟在北京成立。聯盟的成立有助于整合協調産業資源，建立上(shàng)下(xià)遊、産學研信息、知(zhī)識産權等資源共享機制，提升石墨烯産業鏈的整體創新水(shuǐ)平和(hé)競争力。
英國
投入巨資，确保英國能(néng)做出名堂
英國是石墨烯的“誕生地”，但(dàn)是相關研發和(hé)産業化卻落後于中國、韓國、日本和(hé)新加坡等亞洲一些(xiē)國家。
爲改變這(zhè)種局面，近幾年，英國政府投入巨資加速石墨烯的研發。2011年，英國政府宣布投入5000萬英鎊（1英鎊約合1.52美(měi)元）支持石墨烯研究，包括建立總投資達6100萬英鎊的國家石墨烯研究院；2012年12月，英國政府增撥2150萬英鎊用(yòng)以資助石墨烯材料應用(yòng)領域的研究；2013年英國政府聯合歐洲研究與發展基金(jīn)會(huì)共同出資6100萬英鎊在曼徹斯特大(dà)學成立國家石墨烯研究院，由兩位諾貝爾獎得主領銜，該研究院預計(jì)于2015年初建成。2014年，英國政府聯合馬斯達爾公司宣布繼續投資6000萬英鎊在曼徹斯特大(dà)學成立石墨烯工(gōng)程創新中心，作(zuò)爲國家石墨烯研究院的補充，加速石墨烯的應用(yòng)研究和(hé)開(kāi)發，維持英國在石墨烯及其他(tā)二維材料方面的世界領先地位。英國财政大(dà)臣奧斯本稱，英國政府将“緻力于确保讓英國的發現(xiàn)在英國做出名堂來(lái)”。
不僅如此，英國還湧現(xiàn)了(le)衆多緻力于石墨烯生産和(hé)應用(yòng)的公司，比如英國著名的體育用(yòng)品海德公司已于2013年起推出了(le)添加石墨烯的網球拍(pāi)，諾瓦克·德約科維奇等衆多網球明(míng)星都在使用(yòng)這(zhè)款球拍(pāi)。
美(měi)國
實力雄厚，科研與産業并駕齊驅
美(měi)國作(zuò)爲科技強國，研發實力強，對(duì)石墨烯的研究投入開(kāi)始較早，投入力度也(yě)相對(duì)較大(dà)。美(měi)國國防部高(gāo)級研究計(jì)劃署2008年7月就發布了(le)總投資2200萬美(měi)元的碳電子射頻應用(yòng)項目，旨在開(kāi)發超高(gāo)速和(hé)超低(dī)能(néng)量應用(yòng)的石墨烯基射頻電路。2006年—2011年間，美(měi)國國家自(zì)然科學基金(jīn)關于石墨烯的資助項目有200項左右，涵蓋了(le)石墨烯研究和(hé)應用(yòng)的各個領域。2014年，國家自(zì)然科學基金(jīn)投入1800萬美(měi)元、美(měi)國空(kōng)軍科研辦公室投入1000萬美(měi)元對(duì)石墨烯及相關的二維材料開(kāi)展基礎研究。
美(měi)國良好(hǎo)的創業環境也(yě)促使了(le)衆多小(xiǎo)型石墨烯企業的誕生，産業化和(hé)應用(yòng)進程相對(duì)較快(kuài)。美(měi)國具有衆多研發實力強勁的大(dà)型企業，如國際商業機器公司（IBM）、英特爾、波音(yīn)等投入大(dà)量的科研力量進行石墨烯的研發。2012年，美(měi)國IBM公司成功研制出首款由石墨烯圓片制成的集成電路，使石墨烯特殊的電學性能(néng)彰顯出應用(yòng)前景，預示着未來(lái)可用(yòng)石墨烯圓片來(lái)替代矽晶片。2014年10月，IBM研究人員發現(xiàn)石墨烯材料能(néng)大(dà)幅降低(dī)藍光LED成本，而這(zhè)種技術有機會(huì)催生高(gāo)頻晶體管、光探測器、生物傳感器以及其他(tā)“後矽時(shí)代”組件，爲此，該公司計(jì)劃未來(lái)5年内投入30億美(měi)元研究下(xià)一代芯片技術。
歐盟
聯合研發，積極搶占戰略制高(gāo)點
歐盟近年來(lái)對(duì)石墨烯的研發也(yě)投入較大(dà)。截至2011年，歐盟總共投入了(le)約1.5億歐元推動石墨烯的相關研發。歐盟現(xiàn)有50餘家公司在開(kāi)展石墨烯的研發、産業化以及應用(yòng)的推進。除了(le)政府推動的學術研究，許多工(gōng)業巨頭，如巴斯夫及拜耳公司等，也(yě)投入了(le)相當的人力和(hé)财力加強對(duì)石墨烯相關應用(yòng)的研發。
2013年1月，歐盟委員會(huì)更是将石墨烯列爲“未來(lái)新興技術旗艦項目”之一，計(jì)劃10年内提供10億歐元資助，将石墨烯研究提升至戰略高(gāo)度，旨在把石墨烯和(hé)其他(tā)二維材料從(cóng)實驗室推向社會(huì)，促進産業革命和(hé)經濟增長，創造就業機會(huì)。該項目由瑞典查爾姆斯理(lǐ)工(gōng)大(dà)學牽頭、歐盟15個成員國的100多個研發團隊組成，其中包括4名諾貝爾獎得主。
作(zuò)爲歐盟的重要成員國，德國于2010年啓動了(le)石墨烯優先研究計(jì)劃，包括38個研究項目，前3年預算(suàn)經費爲1060萬歐元；德國聯邦教研部也(yě)于當年投入了(le)700萬歐元資助相關研究，旨在加深對(duì)石墨烯性能(néng)的理(lǐ)解和(hé)操控，爲新型石墨烯基電子産品奠定基礎。2012年10月，德國慕尼黑工(gōng)業大(dà)學的科學家成功制成石墨烯光電探測器，石墨烯制成的光電探測器能(néng)非常快(kuài)速地處理(lǐ)和(hé)引導光電信号。
韓國
重視(shì)專利，政府與企業合力發展
韓國石墨烯相關研究與産業發展迅猛，這(zhè)不但(dàn)得益于韓國政府近年來(lái)不間斷的支持，也(yě)得益于本國大(dà)型公司的巨大(dà)投入。韓國原知(zhī)識經濟部預計(jì)2012至2018年間向石墨烯領域提供總額爲2.5億美(měi)元的資助，其中1.24億美(měi)元用(yòng)于石墨烯技術研發，1.26億美(měi)元用(yòng)于石墨烯商業化應用(yòng)研究。2013年，韓國産業通商資源部宣布整合韓國國内研究機構與企業力量推進石墨烯商業化發展，包括韓國科學技術院在内的41家研究機構将與6家企業形成石墨烯聯盟，合作(zuò)攻關，政府将在未來(lái)6年投入4230萬美(měi)元，希望打造每年153億美(měi)元的市場，形成25家全球領先企業。韓國注重保護和(hé)申請(qǐng)石墨烯專利，專利量居全球第三，僅次于美(měi)國和(hé)中國，遠高(gāo)于歐洲其他(tā)國家。
産業企業層面，韓國三星投入了(le)巨大(dà)研發力量，保證了(le)其在石墨烯應用(yòng)于柔性顯示、觸摸屏以及芯片等領域的國際領先地位，在2011年研發出40英寸的石墨烯觸摸屏面闆。2014年，三星先進技術研究院與韓國成均館大(dà)學聯合宣布合成了(le)一種能(néng)在更大(dà)尺度内保持導電性的石墨烯晶體，是一種可以用(yòng)在柔性顯示屏和(hé)可穿戴設備上(shàng)的屏幕顯示技術。韓國科學家也(yě)于去年11月宣布發明(míng)最新的石墨烯超級手機電池，可存儲與傳統電池等量的電量，但(dàn)充電時(shí)間隻需16秒。
日本
政府資助，衆多企業争相參與
日本作(zuò)爲碳材料産業最發達的國家之一，從(cóng)2007年起就對(duì)石墨烯的開(kāi)發進行資助。例如：日本科學技術振興機構2007年就對(duì)石墨烯材料和(hé)器件的技術開(kāi)發項目進行資助；經濟産業省2011年實施的“低(dī)碳社會(huì)實現(xiàn)之超輕、高(gāo)輕度創新融合材料”項目，重點支持了(le)碳納米管和(hé)石墨烯的批量合成技術。
除了(le)日本政府的相關投入外(wài)，日本衆多企業，如日立、索尼、東芝等投入了(le)大(dà)量資金(jīn)和(hé)人力從(cóng)事(shì)石墨烯的基礎研究以及應用(yòng)開(kāi)發，并取得了(le)顯著進展。日本索尼公司2012年就研發出了(le)可以生成長度達120米的石墨烯的透明(míng)薄膜化學氣相生長技術。(轉自(zì)人民日報(bào)）