在納米材料家族中，石墨烯越來越受到人們的重視。但是關于石墨烯的存在，科學家曾經(jīng)一直有爭議，直到2004年，來自英國曼徹斯特大學的2位俄羅斯裔物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫通過巧妙設計的“機械剝離法”，首次分離出單層的石墨——石墨烯。為了表彰2人在石墨烯材料方面的開創(chuàng)性實驗，2010年諾貝爾物理學獎授予了他們，這與碳納米管發(fā)現(xiàn)了二十幾年仍然沒有獲得諾貝爾獎形成了鮮明對比。

在后續(xù)的研究中，科學家們發(fā)現(xiàn)石墨烯同碳納米管一樣具有許多特殊的熱學、力學、電學和化學性能，甚至在某些程度上比碳納米管還好，因此石墨烯被譽為“21世紀神奇材料”。石墨烯是單原子層的二維晶體材料，石墨可以看作由多層石墨烯堆疊而成，因此石墨烯也被稱作“單層石墨”，但是性能卻與石墨有很大區(qū)別。石墨烯是目前已知的世上最薄、最堅硬、室溫下導電性最好的納米材料：它的厚度只有一個碳原子直徑，3 000萬片單層石墨烯堆疊起來，厚度只有1cm；它的硬度很高，甚至比金剛石還要高；在室溫下，石墨烯的電阻率比公認電阻率低的銀還??；它可以讓水分子透過卻攔截鹽分，因而可以應用于海水淡化，在潤滑劑、導電劑、觸摸屏、催化劑、傳感器、鋰離子電池、超級電容器等許多領域，這些特性使石墨烯的未來應用充滿想象空間。

一、世界主要國家和地區(qū)在石墨烯方面的發(fā)展規(guī)劃

2004-2013年間，美國國家自然科學基金會資助了近500項石墨烯的項目，主要資助方向是石墨烯制備技術及其在能源領域應用。美國國防部及其下屬機構美國國防高級研究計劃署等資助的石墨烯研究項目的側重點與美國國家自然科學基金會有很大區(qū)別，重點利用石墨烯的電子學特性，開發(fā)下一代更小、更快的電子器件，以及其在太赫茲和新型量子器件中的應用等。2013年歐盟將石墨烯列為“未來新興技術旗艦項目”之一，10年內提供10億歐元資助。2014年初，韓國發(fā)布了《第二期國家納米技術路線圖（2014-2025）》，其中將石墨烯作為中長期突破之一。日本近年也資助了一系列石墨烯相關的研發(fā)項目，2011年經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省立項資助的低碳社會實現(xiàn)之超輕、高輕度創(chuàng)新融合材料項目，將碳納米管和石墨烯的批量制備技術作為重點突破內容。在產(chǎn)業(yè)界方面，IBM、蘋果、三星等巨頭分別成立石墨烯專項開發(fā)組，將其作為未來產(chǎn)品柔性化、智能化的核心研發(fā)材料。

我國在石墨烯領域的研究起步較早，科學技術部、基金會等通過“973”計劃、“863”計劃、自然科學基金等項目對石墨烯研究進行資助（見圖1），使我國在石墨烯研究領域與國際發(fā)展同步，部分領域已達到國際先進，甚至領先水平，這些都為石墨烯應用實現(xiàn)跨越式發(fā)展提供了可能。結合國家戰(zhàn)略需求，石墨烯材料在信息、能源、環(huán)境、資源和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)應用等領域近年來發(fā)展迅猛，市場成長迅速，即將進入爆發(fā)式增長的階段。

二、國內外針對石墨烯的專利申請情況

1.中國在石墨烯方面專利年度申請情況分析

根據(jù)國家知識產(chǎn)權局數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國從2005年至今申請的石墨烯專利情況，大體可以分為2個階段（見圖2）。第一個階段是孕育期，時間在2005-2009年間，石墨烯專利申請的數(shù)量很少，只有零星申請；第二個階段是快速發(fā)展期，時間在2010年至今，石墨烯專利申請保持了快速增長。由于專利申請數(shù)據(jù)公開的滯后性，2014年和2015年數(shù)據(jù)僅能作為參考，尚不能判定2015年后進入下降通道。即使如此，從已經(jīng)公開的2014年數(shù)據(jù)來看，增長的勢頭仍然強勁；從2010年轉折點來看，與制備出石墨烯的科學家在2010年獲得諾貝爾獎非常契合，掀起了全國研究開發(fā)的熱潮。

2.中國在石墨烯方面專利申請情況分析

根據(jù)國家知識產(chǎn)權局數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從2005年至今全國申請石墨烯專利的單位來看（見圖3），雖然海洋王照明科技股份有限公司的專利申請量排名第1，其余進入排名前10的均是高校和科研院所，因此，可以得出這樣的結論，我國申請石墨烯專利的主體仍然是高校和科研機構，企業(yè)并不是研究開發(fā)石墨烯材料及應用的主體。從2005年至今全國申請石墨烯專利的個人來看（見圖4），除了周明杰是海洋王照明科技股份有限公司的以外，其余個人持有的專利數(shù)量不是很多，多數(shù)分布在高校和科研院所科研人員手中，值得一提的是，黃波和唐一林均是企業(yè)的人員，由此，可以看出我國申請石墨烯專利的個人及團隊也相當分散。

3.在石墨烯方面年度申請國際專利情況分析

根據(jù)在世界專利組織（WO）數(shù)據(jù)統(tǒng)計（見圖5），從2005年至今申請的石墨烯專利情況，大體可以分為2個階段，第一個階段是孕育期，時間在2005-2009年間，石墨烯專利申請的數(shù)量很少，只有零星申請，時間段與我國大體同步；第二個階段是快速發(fā)展期，時間在2010年至今，石墨烯專利申請保持了快速增長，由于專利申請數(shù)據(jù)公開的滯后性，2014和2015年數(shù)據(jù)僅能作為參考，尚不能判定2013年后進入下降通道。即使如此，從已經(jīng)公開的2013年數(shù)據(jù)來看，增長的勢頭已經(jīng)受到節(jié)制，對比中國的數(shù)據(jù)可知，中國在石墨烯方面的熱度依然不減；從2010年轉折點來看，與制備出石墨烯的科學家在2010年獲得諾貝爾獎非常契合，掀起了全國研究開發(fā)的熱潮。

4.世界專利組織在石墨烯方面專利申請情況分析

根據(jù)在世界專利組織（WO）數(shù)據(jù)統(tǒng)計（見表1），石墨烯專利申請量進入世界前10位的主要是美國公司和高校，其次是韓國、新加坡和德國的公司、高校和科研院所，主申請人的主體是企業(yè)，與我國情況形成鮮明對比，意味著我國石墨烯方面的成果轉移轉化的周期比別人先天就長。

根據(jù)在世界專利組織（WO）數(shù)據(jù)統(tǒng)計（見表2），石墨烯專利申請量進入世界前10位的主要發(fā)明人在美國，可喜的是，海洋王照明科技股份有限公司的周明杰是一個熟悉的面孔，還有另外一個在美國的華人也進入前10名。

三、結語

綜上所述，我國在石墨烯方面的國家投入與國際上基本上同步，申請的石墨烯專利數(shù)量也非常多，只是側重在國內申請，在國際專利上與其他國家存在較大差距；同時企業(yè)擁有的石墨烯專利數(shù)量較少，主要集中在高校和科研院所，與國外石墨烯專利主要由企業(yè)申請的情況有較大差距，轉移轉化鏈條比國外長。因此，需要鼓勵更多的企業(yè)，特別是大企業(yè)參加到對石墨烯的開發(fā)中來，搶占未來石墨烯在產(chǎn)業(yè)和科技的制高點。