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联系我们石墨烯为什么这么火？
两个优势成为“新材料之王”
石墨烯的厚度仅为 0.335nm，强度却是钻石的40 倍，最好的钢的 100 倍。同时，石墨烯具有高达 97.7% 的透光率，导电性能优越，热导率高，是目前已知的最高导热材料。这些优异的性能使得石墨烯在众多领域具有广泛的应用前景。在能源领域，石墨烯被用来制造高性能的太阳能电池和超级电容器，提高能源转换和存储的效率。在电子领域，石墨烯则制造高速、低功耗的电子设备。是材料科学领域的新宠儿，石墨烯可以用于制造高强度、轻质的材料。当然，石墨烯还因为其高透明度和生物相容性，所以一举成为了医疗器械和药物传递系统的理想材料。这是因为因为石墨烯具有两个很强的优势：
1. 它具有出色的透皮吸收作用，能够快速进入皮肤内层进行渗透、分解和清除体内毒素及重金属残留物。它还具有抗静电功能，能防止因长期佩戴耳机而引起的皮肤过敏现象。
2. 其次，石墨烯远红外光波，能够加快新陈代谢，提高人体免疫力，加速血液循环和药物吸收，缓解肌肉及神经紧张。所以，这也是为什么一些石墨烯材料的个护产品得到大家认可的原因。
然而，尽管石墨烯的性能优异，但其制备工艺复杂，成本高昂，这也是限制其应用的一个重要因素。目前，石墨烯的大规模生产主要依赖于机械剥离法和化学气相沉积法，但这些方法都需要在高温、高压或使用有毒化学物质的条件下进行。因此，如何实现石墨烯的绿色、低成本生产，是当前科研界面临的一个重要挑战。
应用领域多元化
从新能源到航空航天
石墨烯被誉为“新材料之王”，它的应用非常广泛：在新能源领域，石墨烯主要用作锂离子电池正极材料的导电添加剂，比当前主流炭黑导电剂拥有更大的优势；在涂料领域，石墨烯可提升涂料的机械力学性能、化学稳定性和防腐性能；在热管理和大健康领域，国内市场推出很多石墨烯电热产品，如电热服装、电热毯、红外理疗房、地暖墙暖、护颈护腰等；在智能终端领域，石墨烯散热（导热）膜散热效果好，助力智能终端设备快速降温；在芯片领域石墨烯碳基材料未来有望取代硅基材料；在航空航天领域，石墨烯可用作航天用高导热骨架材料、航天复合材料、新型航天润滑材料、制备航天传感器、航天太阳能电池等。未来，我国还将在电化学储能、海洋工程、柔性电子器件、重大环保技术装备、汽车、航天航空行业等领域拓展石墨烯应用。
石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬、导热性及导电性最好的纳米材料，被誉为是颠覆未来的一种战略性新兴材料，不仅在航空航天、太阳能利用、纳米、电子学生物医疗、复合型材料等领域有广泛应用，而且在服饰、日用品等领域也独具商业应用潜能。曾有人断言，如果说20世纪是单晶硅的世纪，那么21世纪就是石墨烯的世纪。
制备技术提高
我国成为石墨烯大国
大批量、低成本生产高质量的石墨烯材料，是其实现产业化应用的前提。但显然“用胶带撕下来”的剥离法并不适用于石墨烯材料规模化制备与生产。目前，石墨烯的制备主要包括“自上而下”法和“自下而上”法两种工艺。所谓的“自上而下”法，指的是以石墨为起点，从石墨中层层剥离，得到二维的微观石墨烯，是一个“由多到一”的过程；而“自下而上”法是指从含碳化合物开始，利用高能量破坏掉化合物的化学键，使其中一个个的碳原子从中脱离出来后规则地聚集，生长成为石墨烯，是一个“由零到一”的过程。前者主要包括液相剥离法、氧化还原法、机械剥离法，后者则主要包括化学气相沉积法、碳化硅晶体外延生长法。未来10年值得期待的是一维石墨烯纤维材料，它有望用作散热膜、功能纤维、结构增强纤维，甚至超级导线等。
我国是世界第二大石墨资源国，已探明的石墨资源储量为2.6亿吨，石墨基础储量约占全世界总储量的33%，具有良好的产业发展基础。无论是石墨烯材料的基础研究还是产业化，中国都已走在世界前列。经过近10年的发展，国内石墨烯材料市场中，部分下游应用领域取得突破，如石墨烯导电剂已在新能源汽车市场得到广泛应用。
值得注意的是，欧美石墨烯材料市场的下游应用多为光电器件、传感器等高精密仪器。这些仪器对石墨烯材料的要求高，因此常采用“自下而上”法制备石墨烯材料。而我国市场上的石墨烯材料大部分采用“自上而下”法，通过氧化还原反应制备，虽然成本低、产量大，但由于质量尚有待提高，因此难以在集成电路等高精密度产品中应用。
产业链逐步形成
安全风险成为制约因素之一
目前，我国石墨烯全产业链布局已见雏形，基本上覆盖了从上游原材料到石墨烯材料的制备，再到下游应用的全环节，石墨烯的研究和产业化发展持续升温，未来将会应用于锂离子电池、锂硫电池、薄膜分离、超级电容器等制造中。不过，由于石墨烯从发现至今仅经历10余年，其发展仍处于较新的阶段。一方面，尽管石墨烯在规模化生产技术和工艺装备等方面均取得重大进展，但其低成本规模化制备技术、下游应用技术、绿色制备技术等方面仍存在技术瓶颈，且产品普遍存在尺寸和层数不均匀、质量不稳定等问题，材料的各项性能指标远不及实验室水平，难以满足大规模工业化量产的需求，制约了石墨烯在下游应用领域的拓展。
另一方面，石墨烯产业化之路还存在其他一些障碍。比如，石墨烯在某些性能方面本身也存在竞争性材料，如碳纤维、碳纳米管、硅材料、石墨烯粉体等。石墨烯制备还存在着环境风险。氧化石墨烯制备过程中需要大量的酸、碱，材料本身具有较强的稳定性和极易扩散，对环境具有较大的风险。
减少石墨烯制备风险
用手套箱进行安全研究
石墨烯（Graphene），是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料：它具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。然而，作为一种新型材料，石墨烯依然具有一定的特殊化学性质：
1、生物相容性：羧基离子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能团，从而大幅度提高材料的细胞和生物反应活性。石墨烯呈薄纱状与碳纳米管的管状相比，更适合于生物材料方面的研究。并且石墨烯的边缘与碳纳米管相比，更长，更易于被掺杂以及化学改性，更易于接受功能团。
2、氧化性：可与活泼金属反应。
3、还原性：可在空气中或是被氧化性酸氧化，通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。石墨烯氧化物是通过石墨氧化得到的层状材料，经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。
石墨烯的结构相对稳定碳碳键（carbon-carbon bond）仅为1.42，鉴于其化学性依然需要一个安全的实验环境：石墨烯手套箱
Lab2000手套箱是一套高性能、高品质的自动吸收水、氧分子，纯化工作环境的密闭循环工作系统，提供可以满足您特定清洁要求应用的1ppm的O₂和H₂O惰性的氛围环境。该系统是为石墨烯研究开发而设计的经济型循环净化系统：包括一台密闭箱体、一套过渡舱，一台旋片式真空泵和一套集成有微控制器操作面板的循环净化系统。标准的Lab2000系统配备的惰性气体净化系统安装一套净化柱（全自动可再生）净化、维护手套箱箱体内的气体环境。
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