6制备方法编辑

石墨烯的研究热潮也吸引了国内外材料制备研究的兴趣，石墨烯材料的制备方法已报道的有：机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。

7相关介绍编辑

2010年的诺贝尔物理学奖将石墨烯带入了人们的视线。2004年英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆教授和康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授通过一种很简单的方法从石墨薄片中剥离出了石墨烯，为此他们二人也荣获2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯行业仍在量产摸索阶段,主要的制备方法有微机械剥离法、外延生长法、氧化石墨还原法和气相沉积法;其中氧化石墨还原法由于制备成本相对较低，是主要制备方法。

石墨烯良好的电导性能和透光性能，使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。触摸屏、液晶显示、有机光伏电池、有机发光二极管等等，都需要良好的透明电导电极材料。特别是，石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良;氧化铟锡脆度较高，比较容易损毁。在溶液内的石墨烯薄膜可以沉积于大面积区域。通过化学气相沉积法，可以制成大面积、连续的、透明、高电导率的少层石墨烯薄膜，主要用于光伏器件的阳极，并得到高达1.71%能量转换效率;与用氧化铟锡材料制成的元件相比，大约为其能量转换效率的55.2%。作为新兴产业，石墨烯未来前途一片光明。

石墨烯特殊的结构形态，使其具备世界上最硬、最薄的特征，同时也具有很强的韧性、导电性和导热性。这些及其特殊的特性使其拥有无比巨大的发展空间，未来可以应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等大量领域。石墨烯集合世界上优质的各种材料品质于一身，故有业内人士如此评价：如果说20世纪是硅的世纪，石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元，将给世界带来实质性变化。

诺贝尔奖

石墨烯应用范围广阔。根据石墨烯强度超大，超薄的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超薄超轻型飞机材料，超轻防弹衣等。根据其优异的导电性，使它在微电子的领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来超级计算机，碳元素更高电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。另外石墨烯材料还是优良的改性剂，在新能源领域如锂离子电池、超级电容器方面，由于其高传导性、高比表面积，可用于作为电极材料助剂

英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫两人于2010年获得诺贝尔物理学，他们曾是师生，也是同事，他们都出生于俄罗斯，都曾在那里学习，也曾一同在荷兰学习和研究，最后他们又一起在英国制备出了石墨烯。这种神奇材料的诞生使安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫获得2010年诺贝尔物理学奖。

海姆和诺沃肖洛夫2004年制备出石墨烯。这是世界上最薄的材料，仅有一个碳原子厚。与所有其他已知材料不同的是，石墨烯高度稳定，即使被切成1纳米宽的元件，导电性也很好。此外，石墨烯单电子晶体管可在室温下工作。而作为热导体，石墨烯比任何其他材料的导热效果都好。

海姆和诺沃肖洛夫认为，石墨烯晶体管已展示出优点和良好性能，因此石墨烯可能最终会替代硅。由于成果要经得起时间考验，许多诺贝尔科学奖项都是在获得成果十几或几十年后才颁发。而石墨烯材料的制备成功距今才6年时间，就获得了诺贝尔奖，这使诺沃肖洛夫感到意外。他说： “今天早上听说这个消息时，我非常惊喜，第一个想法就是奔到实验室告诉整个研究团队。”而海姆则表示，“我从没想过获诺贝尔奖，昨天晚上睡得很踏实”。

海姆认为，获得诺贝尔奖的有两种人：一种是获奖后就停止了研究，至此终老一生再无成果；一种是生怕别人认为他是偶然获奖的，因此在工作上倍加努力。“我愿意成为第二种人，当然我会像平常一样走进办公室，继续努力工作，继续平常生活。”^[3]

论坛

石墨烯产业发展趋势及投资论坛于2013年7月13-14日在北京举办，并成立“中国石墨烯产业技术创新战略联盟”。此次论坛将围绕石墨烯制备技术，石墨烯引导哪些新兴产业链，石墨烯最具商业价值的应用领域，以及如何理性投资石墨烯产业等四大主题进行探讨。^[3]

研究成果

最小最快的晶体管

2011年4月7日IBM向媒体展示了其最快的石墨烯晶体管，该产品每秒能执行1550亿个循环操作，比之前的试验用晶体管快50%。

该晶体管的截止频率为155GHz，使得其速度更快的同时，也比IBM2011年2月展出的100GHz石墨烯晶体管具备了更多的能力。

IBM研究人员林育名表示，石墨烯晶体管成本较低，可以在标准半导体生产过程中表现出优良的性能，为石墨烯芯片的商业化生产提供了方向，从而用于无线通信、网络、雷达和影像等多个领域。

该晶体管的研制是IBM承接美国国防部高级研究计划局的任务，研发高性能无线电频率晶体管，军方对此很感兴趣。它尚未可完全用于PC机，因为自然石墨烯中缺少能隙，石墨烯晶体管不具备数码切换操作需要的开闭比，从而在处理离散数码信号方面不如传统处理器。

相比之下，石墨烯的连续能隙流使得其处理模拟信号的能力更强。通过使用IBM改良的“类金刚石碳”，石墨烯晶体管的温度稳定性更强。同时，它也是为止IBM最小的晶体管，选通脉冲宽度从550纳秒降到了40纳秒，而2011年的产品宽度为240纳秒。

2009年12月1日在美国召开的材料科学国际会议上，日本富士通研究所宣布，他们用石墨烯制作出了几千个晶体管。富士通研究所的研究人员将原料气体吹向事先涂有用做催化剂的铁的衬底，在这种衬底上制成大面积石墨烯薄膜。

大面积的石墨烯制备一直是个难题。富士通用上述方法制成了高质量的7.5厘米直径的石墨烯膜。在此基础上，再配置电极和绝缘层，制成了石墨烯晶体管。由于石墨烯面积较大，富士通在上面制成了几千个晶体管。石墨烯晶体管比硅晶体管功耗低和运行速度快，可制作出性能优良的半导体器件。如果改进技术后有望进一步扩大石墨烯面积，这样能够制作出更多的晶体管和石墨烯集成电路，为生产高档电子产品创造了条件。

2009年11月日本东北大学与会津大学通过合作研究发现，石墨烯可产生太赫兹光的电磁波。研究人员在硅衬底上制作了石墨烯薄膜，将红外线照射到石墨烯薄膜上，只需很短时间就能放射出太赫兹光。如果今后能够继续改进技术，使光源强度进一步增大，将开发出高性能的激光器。

研究团队在硅衬底上使用有机气体制作一层碳硅化合物。然后，进行热处理，使其生长出石墨烯的薄膜。该石墨烯薄膜只需极短暂的时间照射红外线，就能从石墨烯上发送出太赫兹光。该团队正致力于开发能将光粒封闭在内部，使光源强度增加的器件，期望能够开发出在接近室温条件下可工作的太赫兹激光器。

2010年，美国莱斯大学利用该石墨烯量子点，制作单分子传感器。莱斯大学将石墨烯薄片与单层氦键合，形成石墨烷。石墨烷是绝缘体。氦使石墨烯由导体变换成为绝缘体。研究人员移除石墨烯薄片两面的氦原子岛，就形成了被石墨烷绝缘体包围的、微小的导电的石墨烯阱。该导电的石墨烯阱就可作为量子阱。量子点的半导体特性要优于体硅材料器件。这一技术可用来制作化学传感器、太阳能电池、医疗成像装置或是纳米级电路等。

全球最小光学调制器

据美国媒体今晨报道，美国华裔科学家使用纳米材料石墨烯最新研制出了一款调制器，科学家表示，这个只有头发丝四百分之一细的光学调制器具备的高速信号传输能力，有望将互联网速度提高一万倍，一秒钟内下载一部高清电影指日可待。这项研究是由加州大学伯克利分校劳伦斯国家实验室的张翔教授、王枫助理教授以及博士后刘明等组成的研究团队共同完成的，研究论文将于2011年6月2日在英国《自然》杂志上发表。这项研究的突破点就在于，用石墨烯这种世界上最薄却最坚硬的纳米材料，做成一个高速、对热不敏感，宽带、廉价和小尺寸的调制器，从而解决了业界长期未能解决的问题。

华人科研团队将石墨烯铺展在一个硅波导管的顶部，建造出了这款能打开或关闭光束的光调制器（调制器是控制数据传输速度的关键），把电子信号转化成光学信号传输数字信息。铜导线长距离传输速度最高可达100兆，而每个石墨烯调制器的传输速度比铜导线快约千倍。如果把10 个石墨烯调制器放在一起，传输速度可以达到百万兆，上网速度将比以前快1万倍。价廉物美是石墨烯调制器的另一优势，"市场上的光学调制器5250美元一个，而我们的石墨烯调制器只需要几美元"。 相对于现有调制器几个平方毫米的体积，这种石墨烯调制器还具有体积小的优势，只有25平方微米，且仅有头发丝的四百分之一细，它可以放在电脑主板上的任何位置。张翔教授表示，新石墨烯调制器不仅可用于消费电子产品上，还可用于任何受限于数据传输速度的领域，包括生物信息学以及天气预报等，未来也会广泛应用于工业领域。

低成本石墨烯电池据了解，美国俄亥俄州Nanotek仪器公司的研究人员利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新型储能设备，可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。该研究发表在出版的《纳米快报》上。

作为导电性、机械性能都很优异的材料，素来有“黑金子”之称的石墨烯在中国市场上的价格近十倍于黄金，超过2000元/克。

新型石墨烯电池实验阶段的成功，无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，而电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段，石墨烯储能设备的研制成功后，若能批量生产，则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。（科技日报）

首款石墨烯电容触摸屏

2012年1月8日，江南石墨烯研究院对外发布，全球首款手机用石墨烯电容触摸屏在常州研制成功。该成果经上海科学技术情报研究所和厦门大学查实，显示为国内首创。

江南石墨烯研究院、常州二维碳素科技有限公司联合无锡丽格光电科技有限公司和深圳力合光电传感器技术有限公司共同研发的手机用石墨烯电容触摸屏项目，成功制成电容触摸屏手机样机，并完成了功能测试。这款透明到几乎用肉眼无法辨析的超级薄膜，具有现有智能手机触摸屏的基本功能，电容屏传感器整个触摸区域可以识别单指和双指触摸及进行画线动作，实现图片单指手势左右拖动及双指手势放大和旋转，而这只是石墨烯材料产品之一。

据此前相关报道称，石墨烯的相关产品在国外还处于研发和概念机阶段，尚未有大规模制造及商业化。而此次首款手机用石墨烯电容触摸屏的成功研制，表明了石墨烯产品从实验室逐步走向了市场。

光电传感器

2012年8月，诺基亚的研发部门已经在着手研究石墨烯光电传感器，并且已经在美国专利和商标局注册了一项专利。

诺基亚石墨烯光电传感器原理

在公布的专利描述中，带有石墨烯光电收集层的光电探测器/像素，由一些列手指状的电极被安置在石墨烯收集层上，用来收集光子透过时产生的电子空洞，石墨烯纳米带作为场效应晶体管对随之产生的电流进行放大，并将其转移到相连的电子控制元件上。多层探测和放大层被互相叠放，以此来吸收和过滤相应颜色的光。

石墨烯作为光电传感器材料的优势就在于其透光性。这种单层的六边形碳原子材料仅仅吸收2.3%的光，并使所有光谱的光均匀地通过（红外线、可见光和紫外线）。因此，对于诺基亚的团队来说，这在光线不足的条件下肯定比传统的 CMOS传感器具备更好的性能。同时，石墨烯传感器比传统传感器薄许多，因此你的下一个4100万像素的PureView手持设备肯定不会是像诺基亚 808那样的大块头。此外，石墨烯传感器比CMOS在生产工艺和流程方面更简单，造价更便宜。

石墨烯生产由于种种原因，还仅停留于实验室阶段，而用石墨烯制造的传感器，也表现出了照片响应差、噪音多等问题。因此诺基亚或许将在最近几年不断提升和研发这种石墨烯光电传感器的性能。

国内首片15英寸单层石墨烯问世

[提要]与现有手机触摸屏材料相比,石墨烯优点更多,被认为是2013之前世界上最薄、几乎完全透光、强度也最大的材料。中科院重庆研究院正在与广东地区的风投机构商谈,力争让石墨烯在一年内实现量产。

你想用上屏幕可以来回弯曲折叠的手机吗?采用石墨烯材料,就可能变成现实。采用可折叠屏幕后,即使手机屏变得更大了,但携带起来还是很方便。1月22日,记者从中科院重庆绿色智能技术研究院(简称中科院重庆研究院)了解到,该院已经成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯,这样的大尺寸,达到了国内最高水平。它或将为我们的手机、电脑等电子产品带来一场革命。

世界上最薄的纳米材料,透光性好,能折叠

据介绍,石墨烯是由碳原子组成的单原子层平面薄膜,可以作为制备新型触摸屏的核心部分――透明电极的材料。它究竟薄到哪种程度?中科院重庆研究院微纳制造与系统集成研究中心副主任史浩飞解释,石墨烯只有0.34纳米厚,粗略估计一下,一根头发丝的直径,大概等于十万层石墨烯叠加起来的厚度,所以用肉眼是看不见它的。它自身只吸收约2.3%的光,能够做到几乎完全透光,让触摸屏亮度更好,同时,还能保证很高的电导率,这对于过去那些触摸屏材料来说,是难以同时解决的。“过去认为钻石热导率最高,但是石墨烯是它的2倍。”

值得一提的是,石墨烯还具备很好的柔性,也即是说,它在一定程度上可以弯曲折叠,不会对屏幕造成损害。

“从这些优点来看,石墨烯特别适合在电子信息产业中应用。像IBM、三星这些大企业,都相当关注它的发展。”史浩飞说。

成功制备7英寸的石墨烯触摸屏

据悉,自2004年被发现以来,如何解决大面积、高质量石墨烯制备和快速高效转移两大关键问题,让石墨烯应用于透明电极中,一直困扰着很多研究者。

“如果电阻触摸屏要采用这种材料,需要先在金属表面上催化生长石墨烯,再把它转移到适合的基底上,才能进行应用。”史浩飞告诉记者,这就相当于在一个足球场上铺一层薄薄的保鲜膜,要让它平平整整且完好无损,难度特别大。

据介绍,通过“石墨烯透明电极关键技术”研究,他们采用工业原料如塑料、液态苯等作为有效碳源,在300℃的低温下生长出高质量的石墨烯。

中科院重庆研究院已经在铜箔衬底上生长出15英寸的均匀单层石墨烯,并成功将其完整地转移到柔性PET衬底上和其他基底表面,并且通过进一步应用,还制备出了7英寸的石墨烯触摸屏。

在中科院重庆研究院的实验室里,记者看到,研究人员将石墨烯触摸屏贴在一台普通笔记本电脑的显示屏上,调试完毕后,用手写笔就能轻松地在屏幕上写字。

新型石墨烯晶体管实现高开关比率

据物理学家组织网2012年1月23日（北京时间）报道，英国曼彻斯特大学的科研人员设计出一种新型石墨烯晶体管，在其中电子可借助隧穿和热离子效应，同时从上方和下方穿越障碍，并在室温下展现出高达1×106的开关比率。

石墨烯晶体管获得较高的开关比率一直难以实现，而有了高开关比，以及其在柔性、透明基板上的操作能力，新型晶体管能够在后CMOS设备时代占有一席之地，并有望达到更快的计算速度。相关研究发表在《自然·纳米技术》杂志上。

石墨烯晶体管多具有三明治结构，以原子厚度的石墨烯作为外层，而以其他超薄材料作为中间夹层。这些中间层可以囊括多种不同材料。在此次的研究中，科学家使用二硫化钨（WS2）作为中间层，其能够作为两个石墨烯夹层之间原子厚度的壁垒。与其他壁垒材料相比，二硫化钨的最大优势在于，电子可借助热离子运输方式从上方越过障碍，也可利用隧穿效应从下方穿过障碍。处于关闭状态时，极少电子能借助上述方式穿越障碍，但当调至开启状态时，电子既能选用一种方式逾越壁垒，亦能同时选择两种方式以实现类似效果。

开关间切换将改变晶体管的栅电压。负栅电压将形成关闭状态，因为其将增加隧穿障碍高度，因此几乎没有电子能够越过壁垒。而正栅电压能通过降低隧穿障碍的高度使晶体管转换至开启状态。同时，如果温度足够高，亦可借助热离子电流从上方越过壁垒。在低电压和低温的情况下，隧穿电流与电压呈线性关联。但当处于高压下时，隧穿电流会随电压呈现指数增长，此时热离子电流就会成为主要的传输机制。

利用上述特质和二硫化钨壁垒材料，新晶体管成为性能最佳的石墨烯晶体管之一。此外，由于仅具有几个原子层的厚度，新型晶体管能够耐受弯曲，未来更有望应用于柔性、透明电子设备的制造，成为后CMOS设备时代的有力备选。

碳海绵：碳纳米管和石墨烯共同支撑起无数个孔隙的三维多孔材料

2013年3月，浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶――它刷新了世界上最轻材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜。这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度为每立方厘米0.16毫克，仅是空气密度的1/6。它的价值在于其简便的制备方法，以及材料所展现出来的优越性能。不需要模板，只与容器有关。容器多大，就可以制备多大，可以做到上千立方厘米，甚至更大。

“碳海绵”具备高弹性，被压缩80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂具有超快、超高的吸附力，是迄今已报道的吸油力最高的材料。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体，而“碳海绵”的吸收量是250倍左右，最高可达900倍，而且只吸油不吸水。“大胃王”吃有机物的速度极快：每克这样的“碳海绵”每秒可以吸收68.8克有机物。

纯石墨烯粉末制成柔性散热薄膜

2013年4月2日，贵州新碳高科有限责任公司宣布研制成功出中国首个纯石墨烯粉末产品——柔性石墨烯散热薄膜。此次发布的中国首个石墨烯粉末应用产品“柔性石墨烯散热薄膜”，由贵州新碳高科有限责任公司研发和生产，由上海新池能源科技有限公司提供稳定的、量产规模的石墨烯粉末。新碳高科建立了年产2万平米生产线，已成功生产1000平方米石墨烯柔性散热薄膜产品。该产品采用了单片厚度1-5个原子层，横向尺寸 0.5-5微米，比表面积500-1000m/g的高质量石墨烯粉末，通过制备高浓度不团聚的石墨烯溶液，利用辊涂技术（Roll to Roll）形成有良好定向性的石墨烯微片层状结构，然后在高温特定气氛下还原，使石墨烯微片边缘晶粒长大，最后扩展成为大面积连续二维结构的石墨烯柔性散热薄膜。产品热扩散率达到700-900M2/S，热导率在800-1600W/（mk）。其散热效果比常用的散热材料铜（热导率429W/（mk）要提高2-4倍，而且具有良好的可加工性能。

柔性集体

石墨烯具有高导电性和良好的柔韧性，是柔性储能器件的理想候选材料之一。金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室在前期制备出具有三维连通网络结构的石墨烯泡沫的基础上(Nature Materials 10 (6), 424, 2011)，利用该材料作为高导电的柔性集流体，设计并制备出可快速充放电的柔性锂离子电池。研究人员将三维连通的石墨烯网络作为集流体，取代电池中常用的金属集流体，不仅可有效降低电极中非活性物质的比例，且三维石墨烯网络的高导电性和多孔结构为锂离子和电子提供了快速扩散通道，可实现电极材料的快速充放电性能。为了在不使用粘结剂和导电添加剂的情况下实现活性物质和石墨烯集流体的良好接触以促进电子传输和提高弯折时电极材料的稳定性，研究人员发展了原位水热合成方法，在石墨烯三维连通网络结构上直接生长活性物质，如磷酸铁锂和钛酸锂。将磷酸铁锂/石墨烯和钛酸锂/石墨烯复合材料分别作为正负极，采用柔性硅胶为封装体，组装了具有很好柔性的锂离子全电池(图1a, b)。该柔性锂离子电池在弯曲时，其充放电特性保持不变（图1 c-d），并可在6分钟内完成充电(达到初始容量的90%)，在100次循环之后容量保持率在96%。

该研究为高性能柔性锂离子电池的设计和制备提出了一种新思路。这种可快速充电的柔性锂离子电池的制备工艺简单，具有潜在的实际应用价值。该研究成果于2012年10月8日在《美国科学院院刊》(PNAS)上在线发表(PNAS, 2012, )。此外，该研究团队还充分利用石墨烯和碳纳米管的优异特性，发展出超级电容器和锂-硫电池用柔性电极材料(ACS Nano 3 (7), 1745, 2009; Advanced Energy Materials 1 (5), 917, 2011; Energy & Environmental Science 5, 8901, 2012)，为柔性储能器件的开发奠定了良好基础。上述工作得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院有关项目的资助。

潜在作用

1、石墨烯有抗菌物质：石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长超级有效，而且不会伤害到人体细胞。假若石墨烯氧化物对其他细菌也具有抗菌性，则可能找到一系列新的应用，像自动除去气味的鞋子，对有害菌导致的便秘进行快速消除，或保存食品新鲜的包装。

2、石墨烯能够淡化海水：研究表明，石墨烯过滤器可能大幅度的胜过其他的海水淡化技术。如果能够与水分子分解发电技术结合，水、电就会成为非常廉价的产品。

3、石墨烯能够作为太阳能电池：在甲烷气体中的镍板上，由首先沉积的碳原子形成石墨烯薄膜的形式。然后，在石墨烯层之上铺下一层热塑性保护层，并且在酸浴中溶解掉下面的镍。在最后的步骤中，把塑料保护的石墨烯附着到一个非常灵活的聚合物片材，它可以被纳入一个有机太阳能电池 (OPV电池, 石墨烯光伏电池）。石墨烯/聚合物片材已被生产，大小范围在150平方厘米，和可以用来生产灵活的有机太阳能电池 (OPV电池)。这可能最终有可能运行能覆盖广泛的地区的廉价太阳能电池，就像报纸印刷机的印刷报纸一样。

4、石墨烯具备作为优秀的集成电路电子器件的理想性质。石墨烯具有高的载流子迁移率（carrier mobility），以及低噪声，允许它被用作在场效应晶体管的通道。问题是单层的石墨烯制造困难，更难作出适当的基板。

根据2010年1月的一份报告中，对SiC外延生长石墨烯的数量和质量适合大规模生产的集成电路。在2011年6 月，IBM的研究人员宣布，他们已经成功地创造了第一个石墨烯为基础的集成电路-宽带无线混频器。[64] 电路处理频率高达10 GHz，其性能不受温度可高达127摄氏度的影响。

5、石墨烯可以用于超级电容器的导电电极，因石墨烯具有特高的表面面积对质量比例。科学家认为这种超级电容器的储存能量密度会大于现有的电容器。

6、石墨烯生物器件。由于石墨烯的可修改化学功能、大接触面积、原子尺吋厚度、分子闸极结构等等特色，应用于细菌侦测与诊断器件。

科学家希望能够发展出一种快速与便宜的快速电子DNA定序科技。它们认为石墨烯是一种具有这潜能的材料。基本而言，他们想要用石墨烯制成一个尺寸大约为DNA宽度的纳米洞，让DNA分子游过这纳米洞。由于DNA的四个碱基（A、 C、 G、T）会对于石墨烯的电导率有不同的影响，只要测量DNA分子通过时产生的微小电压差异，就可以知道到底是哪一个碱基正在游过纳米洞。

7、作为导热材料或者热界面材料。

8、单分子气体侦测。石墨烯独特的二维结构使它在传感器领域具有光明的应用前景。 通过穿透式电子显微镜可以直接观测到单原子的吸附和释放过程。通过测量霍尔效应方法可以间接检测单原子的吸附和释放过程。当一个气体分子被吸附于石墨烯表面时，吸附位置会发生电阻的局域变化。当然，这种效应也会发生于别种物质，但石墨烯具有高电导率和低噪声的优良品质，能够侦测这微小的电阻变化。

石墨烯比表面的检测方法

石墨烯的合成方法主要有两种：机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法 ； 化学方法是化学还原法与化学解理法。

石墨烯比表面检测方法有3H-2000系列的BET多点法、BET单点法、Langmuir多点法、固体标样参比法等测试。此方法能有效快速检测到石墨烯比表面。

锂电池负极材料的主要种类有天然石墨(59%)，人造石墨(30%)，中间相炭微球(8%)及其他类型(3%)。石墨类负极材料仍然占据锂电负极材料的主流地位，但新型负极材料（如钛酸锂等、石墨烯）等 的研发与应用也开始受到业内关注。
　　石墨烯是一种新型材料，其创始研究人员获得2010年诺贝尔化学奖。将石墨烯应用于锂电池负极材料中，可以大幅度提高负极材料的电容量和大倍率充放电性能。

通过精微高博JW系列比表面仪的BET多点法、BET单点法、Langmuir多点法、固体标样参比法等测试,统计层厚法(计算外比表面积)、粒度估算、样品BET吸附常数C等测试方法，来检测石墨烯比表面。

石墨烯比表面积测试使用JW系列比表面积测试仪进行测试，精微高博JW系列比表面积测试仪测试石墨烯等负极材料，测试精度高,重复性好,获得16项技术专利，石墨烯比表面积测试仪国际知名品牌，远销海外。

成分/组成信息

氧化^[3] 水分散液的浓度为10 mg/ml

研究获突破

中国科学技术大学教授吴恒安、博士王奉超与诺贝尔物理学奖得主、英国曼彻斯特大学安德烈·海姆教授课题组合作，在石墨烯材料研究方面取得突破，有望实现海水的迅速淡化与净化。

中国科技大学近代力学系教授吴恒安与英国曼彻斯特大学学者长期合作研究，最新发现表明，水环境中的氧化石墨烯薄膜与水相互作用后，会形成约0.9纳米宽的毛细通道，允许直径更小的离子或分子快速通过，而直径大于0.9纳米的离子被完全阻隔。也就是说，氧化石墨烯薄膜具有“快速精密筛选离子”的性能。

吴恒安教授课题组采用理论分析和分子模拟方法，研究了石墨烯纳米通道快速过滤离子的机理。他们的计算机模拟研究表明，石墨烯与离子之间的相互作用使离子在纳米通道中聚集，从而促进了离子的快速扩散。这一发现合理解释了实验结果，也被称为“离子海绵效应”。

专家称，如果通过机械手段进一步压缩薄膜中的毛细通道尺寸，将能高效率地过滤海水中的盐分。这意味着制造一个几分钟内可将一杯海水淡化成饮用水的过滤装置，有望成为现实。

国际权威学术期刊《科学》刊登了这项研究成果，并展望评述认为，氧化石墨烯薄膜在众多分离应用中具有重要意义，比如在海水淡化与净化、传感技术以及能源转换等领域，具有广阔的应用前景。^[4]

8主要特点编辑

石墨烯作为一种新材质，受到了极大的关注。实际上，石墨烯是碳的一个种类，具有超高强度、轻薄和可延展的特性，将能够改变数码产品的外观、手感甚至使用形态。下面，我们就来详细了解一下石墨烯材质到底有什么过人之处。^[5]

1. 比钢铁还硬

虽然LGG Flex可以自我修复轻微的划伤，但仍未改变手机易损坏的缺点。不过，如果手机等数码产品在未来能够使用石墨烯作为外壳的话，则会变得坚若磐石。据美国化学学会的报告称，石墨烯的硬度是钢材的200倍，显然具有非常强的耐用度。^[5]

2. 如橡胶般具有延展性

哥伦比亚大学的研究人员表示，石墨烯具有一定的延展性，能够伸展20%。也就是说，石墨烯实际上是一种柔性材质，与橡胶类似。三星公司一直在研究石墨烯晶体管，从而生产出柔性屏幕。另外，石墨烯也有一定的耐水性，有望应用在新一代的防水设备上。^[5]

3. 轻薄特性

石墨烯出色的延展性，还能够让其十分轻薄，足够拉伸到薄到透明的程度。这就意味着，如果手机厂商可以使用这种材质，不仅能够让手机更耐用、防水，还可以变得更轻薄。^[5]

4. 令人难以置信的电池寿命

我们曾经在电池技术发展类的文章中提到过石墨烯，它极有可能在未来取代锂电池，成为新一代的电池标准。美国西北大学的研究人员已经成功研发出石墨烯和硅材质的电池，充电15分钟可以实现约一周的续航能力，令人惊叹。显然，如果未来手机可以使用石墨烯电池，那么一周一充电将不再是梦想。^[5]

5. 与人类的身体互联

英国曼彻斯特大学的博士Aravind Vijayaraghavan发现，石墨烯具有与生物互联的特点，这对健康检测类可穿戴设备具有非常积极的影响。使用石墨烯作为传感器，将可以监测和扫描人类的神经系统，可以想象，未来会出现“精神健康”类的监测设备及应用。^[5]

中国已经在碳纳米管和石墨烯的研究和制造中处于全球领先地位。全球市场供过于求，石墨烯价格出现下降，利润也被迫下降，而这可能造成这个新兴产业的波动。

全球石墨烯的platlet和碳纳米管市场需求在2018年时分别为1520吨和2016吨。然而，仅中国的供应量就足以供应直到2016年的全球石墨烯nanoplatlet需求;同样，中国的碳纳米管供应商的总电流容量可以满足全球直到2015年的需求。随着石墨烯和碳纳米管 nanoplatlets的产能增加，以及产能利用率的提高，未来其价格将继续下降，同时会挤压纳米材料的利润率。

中国已然成为全球石墨烯的出版物和专利的领先者，其碳纳米管制造可能占到了全球的50%。，虽然石墨烯的工艺和制造技术仍显落后，但是中国正在迅速地追赶。中国的碳纳米管出版物在全球处于领先地位，专利数量居全球第二名。中国在碳纳米管材料制造方面将很快赶超，主要体现在快速的增长率。

9中国标准编辑

中国疯狂的发展碳纳米管材料是基于“十二五”政府规划的资金支持下，2011-2015年，尽管缺乏支持资金的准确数字，政府的支持额将达到20亿美元，即上一个5年计划的 2.5倍。中国石墨烯标准化委员会正式发布中国石墨烯第1号标准《石墨烯材料的名词术语与定义》，并于2014年1月1日起实施。该标准的主要起草单位为中科院金属所、东南大学、泰州石墨烯研究及检测平台、泰州巨纳新能源有限公司及中科院半导体所。该标准是国内乃至国际上首个明确给出石墨烯关键名词术语和定义的标准。该标准的发布将有利于中国石墨烯产业健康有序地发展，同时对中国抢占国际石墨烯标准制定的话语权具有非常重要的战略意义。

随着对石墨烯研究和开发的不断深入，石墨烯的生产与应用逐步进入了产业化阶段。各石墨烯研究单位和企业在石墨烯的定义、性能、制备方法、检测表征方法等行业技术核心问题上尚未形成共识，这对石墨烯产业的发展和乃至上下游企业间的交流造成了不可忽视的影响。因此，发布石墨烯产业标准，加速石墨烯标准化工作进展，就显得尤其重要。

此外国际石墨烯标准至今仍处于缺位状态，中国石墨烯第1号标准的发布，预示着中国石墨烯标准化工作已经走在世界的最前沿，届时石墨烯的中国标准更是有望晋升成为国际标准。