2004年，英国曼彻斯特大学的研究人员成功地分离出了石墨烯。作为公认的21世纪的新材料之王，石墨烯拥有优异的导电、导热、机械强度等特性，因此，在材料或系统中加入石墨烯往往能赋予产品某些出色的特性。
■文/吴颖兰（壹行研研究总监，博士）
理论上，石墨烯是指由单层碳原子构成的二维晶体。不过，市场上的石墨烯产品真正由单层碳原子构成的很少，大多由多层碳原子构成。一般认为，不超过10层碳原子厚度的可以称为石墨烯，超过10层碳原子厚度的不能算是石墨烯材料（更接近膨化石墨烯）。
新技术行业研究公司壹行研（Innova Research）按产品形态把石墨烯分为石墨烯粉体（又称石墨烯微片，graphene nanoplatelet）和石墨烯薄膜（graphene film）两种。其中，石墨烯粉体包括从单层到10层以上的石墨烯产品，以片状或其他状态存在；石墨烯薄膜则是指单层或多层，具有大小不等的表面积的石墨烯膜状产品。
目前，什么是真正的石墨烯产品尚未有官方定义，业界对此也存有很大争议。
材料行业和石墨烯相关应用行业巨头，如德国巴斯夫公司、韩国三星公司等纷纷投入巨资对石墨烯材料进行研究。许多大学、研究所等研发机构也在各国政府资助下展开石墨烯制备及应用的研究。虽然目前石墨烯应用的研究方兴未艾，但是绝大多数的应用还处于实验室或者小批量试用阶段，真正实现大规模商业化应用还有待时日。
壹行研对全球石墨烯研究和应用的进展状况进行了详细的梳理，发现目前石墨烯及应用的研究主要集中在电子、储能、复合材料等领域。在电子领域，石墨烯材料可以应用到透明导电膜（TCF）、柔性电子、场效应晶体管（FET）、传感器、导电油墨、电磁干扰屏蔽（EMI）和静电放电（ESD）保护、射频识别（RFID）等产品中；在储能领域，石墨烯粉体材料可以应用于锂离子电池（LIB）、超级电容的电极、电解液及包装材料上。有些研究机构还致力于开发基于石墨烯薄膜的全固态电池、薄膜电池、太阳能电池、燃料电池等。作为一个性能卓越的复合材料组分，石墨烯可以添加到各种散热材料及散热器件中，也可以作为抗摩擦添加剂、抗腐蚀添加剂、增强材料、结构填料等；石墨烯其他的应用领域还包括环保过滤器、海水淡化、3D打印材料、隔热阻燃、墙暖地暖、医疗保健以及提高石油采收率（EOR）等。
汽车上集成了为数众多的新材料，如传感器、电子系统、电池等，是集电子、材料等各种工业技术之大成者。目前，已有一些领先的石墨烯技术开发者和材料公司与下游汽车生产商进行研发合作，致力于用石墨烯功能材料替代现有的车体、电子系统、储能系统等使用的材料，制造出具有更高性能、更节省能源、更轻巧的汽车。
石墨烯的性能优异，但价格比较昂贵。从性价比的角度考量，石墨烯面临的最大挑战来自其他材料的竞争，比如活性炭等性能稍逊但价格比较便宜。不过，随着石墨烯制备方法的改进、产量的提高和由此带来的制备成本的下降，石墨烯在汽车上的应用将得到实质提升。壹行研认为，石墨烯集成电子元件、石墨烯增强轮胎、石墨烯耐摩擦与散热材料这几种石墨烯汽车应用最具有大规模商业化潜力，应该得到各大汽车制造商、石墨烯生产商、器件供应商和投资人的高度关注。
——节选自《张江科技评论》
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