高榮偉

2004年，英國科學家在實驗室中從石墨上剝離出石墨薄片，并重復操作，最終得到僅由一層碳原子構成的薄片，即石墨烯。

石墨烯是目前世界上最薄、最堅硬的納米材料，厚度僅0.335納米，相當于頭發(fā)絲的二十萬分之一，硬度卻是同等規(guī)格鋼材的200倍，被材料學家親切地稱為“黑金”。不僅如此，石墨烯還抗菌，有優(yōu)良的透光性能。石墨烯的這些特性賦予了這種新材料獨特的地位，受到了眾多科學家的青睞，剛一面世，就引發(fā)了全球范圍內(nèi)的研究熱潮。

就儲藏量來看，中國擁有的石墨烯資源十分豐富。不僅如此，中國在石墨烯技術研發(fā)領域也處于領先地位，不僅開發(fā)了許多新用途，而且申請了為數(shù)眾多的專利。據(jù)統(tǒng)計，當前中國石墨烯專利數(shù)量全球領先。

據(jù)媒體報道，中國“90后”學者曹原近年來因其在石墨烯領域的科研成果，屢屢登上全球頂尖學術期刊。2018年3月，《自然》連刊兩篇論文，報道石墨烯超導的重大發(fā)現(xiàn)，第一作者就是曹原，他也成為該雜志創(chuàng)刊以來年齡最小的來自中國的第一作者。曹原發(fā)現(xiàn)，當兩層平行石墨烯堆成約1.1°的微妙角度時，會產(chǎn)生神奇的超導效應。曹原的發(fā)現(xiàn)解決了困擾物理界多年的難題，轟動了國際材料學界，開辟了凝聚態(tài)物理的全新領域。

2019年3月，天津大學封偉教授領導的科研團隊經(jīng)過不懈努力，通過含氟自由基切割單壁碳納米管，在世界范圍內(nèi)首次制備出單層石墨烯納米帶。從技術角度講，這是材料學界科研人員首次用一步法獲得單層石墨烯納米帶。值得一提的是，這種制備方法的發(fā)現(xiàn)意味著中國科學家突破了西方數(shù)十年的技術封鎖，意義非凡。

目前，世界上第一條規(guī)模化的石墨烯生產(chǎn)線已在中國誕生。中國石墨烯產(chǎn)業(yè)化應用不斷取得突破，在世界領跑，產(chǎn)業(yè)格局初具雛形。不過，目前我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間溝通不暢的問題，關鍵領域的核心技術有待進一步突破。

石墨烯作為近年來備受關注的新型材料，應用前景十分廣闊。利用石墨烯的特性，半導體產(chǎn)業(yè)、光伏產(chǎn)業(yè)、航天產(chǎn)業(yè)、軍工產(chǎn)業(yè)等領域都將迎來革命性的技術進步。目前，石墨烯在新興產(chǎn)業(yè)的應用主要集中在新能源、電子信息、生物醫(yī)藥等領域，各國競相投入研究，以發(fā)揮石墨烯高導電、高導熱、高強度等優(yōu)異性能。

隨著石墨烯大尺寸、批量化生產(chǎn)等難題被逐步突破，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應用步伐逐步加快。如今，世界各國都在積極布局這一有望改變未來的領域。

據(jù)媒體報道，美國、歐盟、韓國、日本的眾多企業(yè)和研究機構投入了大量人力、財力從事石墨烯的基礎研究和應用開發(fā)。目前，石墨烯的市場規(guī)模不斷擴大，發(fā)展態(tài)勢良好，石墨烯行業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)化突破的前夕。從應用前景來看，石墨烯的潛在應用價值還有待深入開發(fā)。