目前，各有關(guān)部門已經(jīng)逐步啟動了新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃的編制工作，石墨烯入選“十三五”重點產(chǎn)品已成大概率事件。

對石墨烯材料的發(fā)展，政府部門作出了重點扶持的考慮。工信部節(jié)能與綜合利用司司長高云虎曾表示，在編制新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃時，石墨烯產(chǎn)業(yè)應用前景并不明朗，因此在規(guī)劃文本及產(chǎn)品目錄中，沒有把石墨烯作為重點，“但隨著石墨烯技術(shù)與應用的突破，工信部下一步將考慮統(tǒng)籌研究石墨烯材料”。

在新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中，石墨烯作為前沿新材料中的納米材料被提及，但并未列入重點產(chǎn)品目錄。

石墨烯是一種由碳原子緊密堆積構(gòu)成的二維晶體，它是目前人類已知強度最高、韌性最好、重量最輕、透光率最高、導電性最佳的材料。由于結(jié)構(gòu)原因，石墨烯性能優(yōu)越，如導電性極強、超高強度、較高的導熱性能、超大比表面積等。作為一種技術(shù)含量極高的碳材料，石墨烯在半導體、光伏、鋰電池、航天、軍工、LED、觸控屏等領(lǐng)域都將帶來一次材料革命。由于售價高昂，石墨烯目前尚未產(chǎn)業(yè)化。業(yè)內(nèi)人士認為，作為一種理想的替代型材料，石墨烯一旦實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化其規(guī)模至少在萬億以上。

一、MIT技術(shù)人員研究出新型石墨烯量產(chǎn)方法或改變觸摸屏產(chǎn)業(yè)

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，是世界上已知的最薄、最堅硬的納米材料。因其電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此可用來發(fā)展更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實質(zhì)上是一種透明、良好的導體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。

石墨烯出現(xiàn)在實驗室中是在2004年，發(fā)現(xiàn)石墨烯的兩位英國曼徹斯特大學的科學家也因此獲得了2010年諾貝爾物理學獎。

制備石墨烯的一般方法在高溫爐中通入含碳氣體，使得石墨烯沉淀在銅或鎳等金屬上，但要真正使用石墨烯，還需要將它從金屬上轉(zhuǎn)移到硅片或高分子薄膜等基底上，這個過程比獲得石墨烯還要復雜，而且可能會破壞和污染石墨烯。

MIT技術(shù)人員最近發(fā)布了一種新的轉(zhuǎn)移方法，能夠大幅提升轉(zhuǎn)移過程的效率。他們的方法是制造一種金屬面夾心板，使石墨烯沉淀在金屬的兩面而不像原來一樣只在一面。將夾心板附著在一塊玻璃上。剝離金屬和石墨烯，石墨烯就直接留在了玻璃上，這樣的玻璃可以用于電視或移動設備屏幕的制造。

這種方法不僅局限使用玻璃，可以用在生產(chǎn)太陽能電池的柔性材料或直接在硅晶片上。

現(xiàn)在實驗已經(jīng)證明該方法的有效性，下一步需要做的就是進一步提升優(yōu)質(zhì)石墨烯的產(chǎn)量。這一技術(shù)在未來可能會在觸摸屏、太陽能電池等領(lǐng)域引起一系列影響深遠的連鎖反應。

二、石墨烯在觸摸屏領(lǐng)域全球研發(fā)概況

目前，在這個領(lǐng)域研究的國家有英美韓中日等，已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的公司有四家，分別是韓國三星、日本索尼、輝銳和二維碳素。美英CambriosTechnologies、3M；日本東麗、東芝、索尼、產(chǎn)綜研及信越聚合物；韓國的三星等廠商在石墨烯方面研發(fā)迅速。

1、歐美地區(qū)

歐洲是石墨烯的誕生地，十分注重在這一領(lǐng)域提前布局。

2013年1月，歐盟委員會將石墨烯列為“未來新興技術(shù)旗艦項目”之一，該項目的研究范圍十分廣泛，其中石墨烯的制備是核心。歐盟委員計劃十年提供10億歐元資助，將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度。

英國去年底宣布將追加投資2150萬英鎊資助石墨烯研究項目，推進石墨烯的商業(yè)化進程，并建立一個國家級研究機構(gòu)——國家石墨烯研究所(NGI)，這也使該機構(gòu)有望成為世界領(lǐng)先的石墨烯開發(fā)和開采中心。

美國輝銳科技是一家石墨烯技術(shù)發(fā)展公司，率先進軍大面積石墨烯柔性觸控屏市場，并獲專業(yè)的科技行業(yè)投資基金IDG資本入股成為其股東之一。輝銳科技計劃于未來3年投資共1.5億美元發(fā)展石墨烯移動設備市場，能制造大面積的柔性觸控屏，應用于手機﹑平板計算機及便攜式電子顯示屏等市場。

除輝銳科技外，美國的3M、CVD等企業(yè)在石墨烯電子產(chǎn)品方面發(fā)展迅速。

2、韓國

近年來，韓國政府積極支持本國科研機構(gòu)和公司開展石墨烯技術(shù)研發(fā)及商業(yè)化應用研究。在政府的高度重視與支持下，韓國在石墨烯技術(shù)走向市場方面取得了諸多突出的成果。2010年，韓國三星公司和成均館大學的研究人員在一個63厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，成功制備出電視機大小的純石墨烯，并用該石墨烯制造了柔性觸摸屏。2011年，韓國研究人員，開發(fā)出基于石墨烯的柔性有機電致發(fā)光器件。

此外，韓國的石墨烯專利量居全球第三，達到1160項，遠高于歐洲其他國家，僅次于美國和中國。

3、日本

在與歐美和韓國相比起步稍晚的石墨烯量產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，日本的企業(yè)和研究機構(gòu)在去年幾乎同時發(fā)布了領(lǐng)先世界的成果。

索尼制作出了長約120m*寬230mm的石墨烯薄膜，這是目前全球最長的石墨烯薄膜。這種石墨烯應用到透明導電膜是目標用途之一。索尼通過對化學氣相沉積(CVD)法加以自主改良取得了此次的成果，CVD法作為合成大面積石墨烯的方法而廣為人知。

日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所發(fā)布了以卷對卷方式合成薄膜寬度為594mm的石墨烯的制造裝置。產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所采用以微波等離子為基礎(chǔ)，利用300～400℃的低溫CVD法合成石墨烯的方式。此外，東芝實現(xiàn)石墨烯與銀納米線復合透明電極的大面積化；松下已經(jīng)成功將石墨散熱膜的厚度減少到只有10微米(人類紅細胞直徑僅為5微米)，1微米相當于1米的一百萬分之一，薄度相當驚人。

　　三、我國觸摸屏行業(yè)石墨烯材料的應用與研發(fā)

中國具有發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)得天獨厚的條件。據(jù)悉我國石墨礦儲量占世界總儲量的75%，生產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的72%，是我國少有的幾種具有國際競爭優(yōu)勢的礦產(chǎn)之一。截至2012年我國在石墨烯研究領(lǐng)域的文獻貢獻量已達5072篇，占全球的石墨烯文獻量的29.2%，超過美國的27.3%位居世界首位。

據(jù)悉，自2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，如何解決大面積、高質(zhì)量石墨烯制備和快速高效轉(zhuǎn)移兩大關(guān)鍵問題，讓石墨烯應用于透明電極中，一直困擾著很多研究者。

如果電阻觸摸屏要采用這種材料，需要先在金屬表面上催化生長石墨烯，再把它轉(zhuǎn)移到適合的基底上，才能進行應用。[!--empirenews.page--]

石墨烯的制成需要有尖端的制備工藝，目前業(yè)內(nèi)主要有四種制備方法，分別是機械剝離法、外延生長法、氧化石墨還原法、和氣相沉積法(CVD)。前三種的原材料均為石墨，CVD法原材料則為甲烷居多。由于制造成本相對較低，目前業(yè)內(nèi)多采用機械剝離法和氧化石墨還原法制造石墨烯。

目前，在石墨烯薄膜和石墨烯微片這兩個方向上，我國都在進行積極探索。

在石墨烯觸摸屏的研發(fā)方面，常州二維碳素科技公司的研發(fā)團隊已突破了石墨烯薄膜應用于中小尺寸手機的觸摸工藝，實現(xiàn)了石墨烯薄膜材料和現(xiàn)有ITO模組工藝線的對接，正積極聯(lián)合上下游企業(yè)、行業(yè)協(xié)會、各地標準院起草相關(guān)行業(yè)標準。

業(yè)內(nèi)專家表示，石墨烯薄膜工藝線只需要對現(xiàn)有ITO模組工藝線進行簡改造就可以完成對接，石墨烯薄膜材料在觸控顯示領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應用將加速。

二維碳素科技總裁金虎表示石墨烯用于觸摸屏比ITO玻璃有很多優(yōu)勢，例如ITO要用到銦，這是一種稀土材料，全球存量很少，而且有毒不易回收，而石墨烯材料很簡單，也容易回收，更突出的是它的柔性很好，易于彎曲。二維碳素科技的于慶凱博士在2008年4月首先發(fā)表了用化學氣相沉積(CVD)的方法在鎳和銅基底上合成石墨烯的生長方法，并成功生長出了世界上第一塊大尺寸的高質(zhì)量石墨烯薄膜，從而使得大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯薄膜成為可能。2010年，于博士提出并實現(xiàn)了用生長單晶石墨烯陣列來解決大尺寸石墨烯單晶難以合成的難題，這一成就將推進石墨烯高速電子器件的研究和應用。

目前，國內(nèi)的學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界正在緊鑼密鼓推進石墨烯的產(chǎn)業(yè)化，隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的成立，這一速度有望提升。

金路集團與中科院金屬研究所聯(lián)合開發(fā)電池級石墨烯技術(shù)已于2012年11月11日對共同完成的“石墨烯材料的規(guī)?；苽浼夹g(shù)”通過了成果鑒定。公司截止2012年12月31日，共計投入資金600余萬元，獲得財政補助1300余萬元。另外，公司在研石墨烯透明導電薄膜、石墨烯基三位網(wǎng)絡散熱材料、石墨烯基動力電池項目。在石墨烯透明導電膜方面，金屬研究所能制備出4英寸的石墨烯透明導電薄膜。

中國寶安旗下的深圳貝特瑞的特色則是產(chǎn)業(yè)鏈完備和客戶雄厚。貝特瑞是目前全球唯一一家擁有完整的石墨烯價值產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)，公司在2011年11月完成石墨烯中試線建設并投入生產(chǎn)。據(jù)了解，貝特瑞向國家提交了與石墨烯相關(guān)的4項專利申請，其中“制備球狀石墨烯的方法”已在今年4月28日收到發(fā)明專利證書。根據(jù)公開資料顯示，貝特瑞目前在鋰電池負極材料方面占據(jù)了全球市場三成左右的份額，三星、LG、松下、比亞迪等都是貝特瑞的客戶。

常州二維碳素科技有限公司今年五月宣布其第一條年產(chǎn)3萬平方米石墨烯透明導電薄膜生產(chǎn)線實現(xiàn)量產(chǎn)。這條石墨烯透明導電薄膜生產(chǎn)線的投產(chǎn)和供應用的石墨烯電容觸摸屏中試線的成功搭建，標志著石墨烯材料在制備和應用的產(chǎn)業(yè)化上邁出了關(guān)鍵性一大步。

樂通股份今年初與寧波墨西簽署了《石墨烯油墨項目合作協(xié)議》，商定組建合資公司從事石墨烯油墨的研發(fā)和生產(chǎn)，計劃總投資1億元人民幣，合資公司的注冊資金為3000萬元人民幣，公司以現(xiàn)金出資人民幣2400萬元(占80%股權(quán))；乙方以石墨烯油墨的相關(guān)技術(shù)作價出資600萬元(占20%股權(quán))。寧波墨西承諾將以最優(yōu)惠的價格向合資公司穩(wěn)定提供石墨烯原料，雙方將利用自身的營銷網(wǎng)絡幫助合資公司推廣石墨烯油墨產(chǎn)品。

華麗家族去年7月披露控股股東南江集團及皙哲投資、中科院寧波材料所、劉兆平研發(fā)團隊于2012年4月組建寧波墨西科技有限公司，該公司投建的世界上第一條量產(chǎn)石墨烯生產(chǎn)線預計將于2013年建成投產(chǎn)。石墨烯屬于高科技新材料，石墨烯產(chǎn)品的成熟并走向產(chǎn)業(yè)化還需后續(xù)大量的研發(fā)和投入。而南江集團暫無將石墨烯項目轉(zhuǎn)讓或指定給上市公司的計劃。

方大炭素將建成全球最大的特種石墨生產(chǎn)基地，針狀焦及超高功率石墨電極的綜合產(chǎn)能也將位居全球炭素企業(yè)首位。2013年5月，公司收到了國家知識產(chǎn)權(quán)局對“以石灰石為原料制備石墨烯的方法”授予的發(fā)明專利權(quán)通知書。

四、石墨烯將改變手機行業(yè)

或許你對“石墨烯”這種材質(zhì)并不熟悉，但實際上它將有可能改變我們未來的數(shù)字生活。從物理學角度來說，它是世界上第一個二維材料、比人類頭發(fā)細一萬倍，擁有柔韌性、透明的形態(tài)，并且能夠?qū)щ姟６诳萍碱I(lǐng)域，包括三星、諾基亞等廠商都在致力于石墨烯材質(zhì)的研發(fā)及應用，有望被應用在觸摸屏、電池、傳感器、晶體管等各種領(lǐng)域。也就是說，石墨烯是一種能夠改變手機等數(shù)碼產(chǎn)品未來形態(tài)的技術(shù)，主要體現(xiàn)在下面5個方面：

1. 柔軟且堅不可摧的觸摸屏

由于石墨烯柔韌、透明且可以導電的特性，相比傳統(tǒng)玻璃，它更適合作為屏幕面板。包括美國德克薩斯大學、韓國成均館大學均在早期進入此領(lǐng)域進行研究，并取得了一定的成功；而科技公司方面，三星在2011年已經(jīng)研發(fā)出40英寸的石墨烯觸摸屏面板、索尼則在2012年進一步將其柔性化。

也就是說，柔性屏幕的發(fā)展可能會因為石墨烯技術(shù)而取得突破。目前，真正商用的柔性屏幕仍無法實現(xiàn)任意彎曲且不會損壞，預計三星會在此領(lǐng)域率先取得突破，提出柔性石墨烯觸摸屏，應用在手機、可穿戴設備領(lǐng)域。

2. 充電速度更快的柔性電池

同理，石墨烯也能夠應用在電池領(lǐng)域，解決目前電池技術(shù)的瓶頸。試想一下，一顆能夠隨意彎曲的電池，不僅更加安全，還可以在20秒內(nèi)完成充電，顯然是柔性屏幕手機的福音。這并非幻想，目前加州大學洛杉磯分校已經(jīng)研制出石墨烯超級電容，厚度就如一張A4紙一般，并且具有柔韌性，可隨意彎曲，量產(chǎn)也比較容易，充電速度是目前鋰電池的100至1000倍。

除此之外，石墨烯電池也能夠?qū)崿F(xiàn)更大的容量。美國西北大學在石墨烯間的夾層加入了硅電極，來實現(xiàn)超出目前10倍的容量。這些案例都意味著：未來你的手機不僅會輕薄，電池電量還將達15000mAh、并且在幾分鐘內(nèi)就可以充滿。

3. 更好的鏡頭傳感器

目前數(shù)碼攝像頭的傳感器材質(zhì)基本上都是CMOS（互補金屬氧化物半導體），尺寸方面幾乎很難縮小，所以全畫幅單反的體積依然驚人。但如果使用石墨烯，不僅可以將其變得更加小巧、還將具有更高的光線敏感性及更少的功耗。[!--empirenews.page--]

目前新加坡南洋理工學院研制出的石墨烯傳感器，已經(jīng)擁有相當于CMOS 1000倍的光線敏感性、并減少10倍的功耗，這意味著未來數(shù)碼相機也許不會再出現(xiàn)噪點、并且可以在保持大畫幅的同時減少機身尺寸。

不僅僅是科研機構(gòu)，諾基亞早在2011年就已經(jīng)申請了石墨烯傳感器專利，我們希望在未來的微軟Windows Phone上看到這個特性。

4. 石墨烯晶體管

石墨烯還有可能被應用在晶體管上，對半導體行業(yè)的影響將是巨大的。簡單來說，它能夠讓CPU、GPU更加省電，擁有更好的散熱性，集成度也更好，從而實現(xiàn)更廣泛的性能提升。

5. 更快的網(wǎng)絡

相關(guān)研究人員表示，由于石墨烯的光學響應率非常高，所以可以作為光纖傳導介質(zhì)，將目前的互聯(lián)網(wǎng)速度提升100倍。相信隨著研究的不斷深入，石墨烯會更多被應用在電信基礎(chǔ)設施領(lǐng)域。

石墨烯的潛力顯然是巨大的，除了上述方向，它還可以用于太陽能電池、氣體傳感器、海水淡化、航空航天甚至是制造更薄更強韌的保險套。隨著研究的深入，包括比爾·蓋茨基金會、曼徹斯特大學國家石墨烯研究所、麻省理工學院等眾多機構(gòu)都將加速其發(fā)展，相信在未來幾年我們會看到它的實際應用價值。