被譽(yù)為“神奇材料”的石墨烯是從石墨中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯在電、熱、光、力等多維度具備其他材料均無法比擬的高性能。隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷突破及下游端各類應(yīng)用的持續(xù)開發(fā)，石墨烯材料商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程也將持續(xù)提速。未來石墨烯市場前景巨大，有望催生萬億級新市場。

應(yīng)用放量，帶動下游市場

中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)計，目前全球石墨烯年產(chǎn)能達(dá)到百噸級，未來5～10年將達(dá)到千噸級。到2020年，全球石墨烯市場規(guī)模將超1000億元，其中新能源行業(yè)的超級電容市場規(guī)模將突破534億元；復(fù)合材料市場規(guī)模將超372億元；電子信息行業(yè)的市場規(guī)模將達(dá)到267億元。中國將在全球石墨烯產(chǎn)業(yè)中起到主導(dǎo)和核心作用，占全球市場的50%～80%。

中國石墨礦儲量5500多萬噸，占全世界的77%左右，資源優(yōu)勢明顯。目前，國內(nèi)在發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)上已經(jīng)具備一定基礎(chǔ)，據(jù)悉，中國在石墨烯領(lǐng)域的專利數(shù)量占到全世界的40%左右，產(chǎn)業(yè)化方面取得了一定的成就。目前，石墨烯加工成本已降至2011年的十分之一，優(yōu)良率和一致性也有較大的提升，有利于下游應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和開發(fā)。

防彈、隱身，軍工航空領(lǐng)域大顯身手

早在兩年前，西班牙《阿貝賽報》曾報道，石墨烯這個神奇的材料可能會成為比鋼還堅硬，能夠阻擋住子彈的軍用材料。美國一個科學(xué)家小組近日進(jìn)行的子彈槍擊實驗也表明，石墨烯可迅速分散沖擊力，并能中斷通過材料的外展波，承受沖擊的性能遠(yuǎn)勝于鋼鐵和芳綸纖維復(fù)合材料凱夫拉（強(qiáng)度為同質(zhì)鋼鐵5倍）的2倍多。而且，在防彈能力提升的同時，它還大大減輕了防彈裝備的重量。

2016年1月，加拿大SUNVAULT能源公司開發(fā)出一種石墨烯增強(qiáng)樹脂防護(hù)片，用世界上具殺傷力的AK47突擊步槍彈（在百米射程內(nèi)可擊穿6mm鋼板）射擊測試，根本打不穿，展現(xiàn)出優(yōu)良的防護(hù)特性。目前基于這種石墨烯增強(qiáng)樹脂具有輕質(zhì)特性，研究人員正在根據(jù)英國警察現(xiàn)行防彈衣標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步測試，以確定其防彈等級。

此外，石墨烯還有“遁形隱身”的身手。2013年，美國加州大學(xué)制備了石墨烯基紅外隱身涂層，通過改變反射光的波長來實現(xiàn)紅外隱身。這種材料可大面積涂覆于結(jié)構(gòu)和平臺表面，實現(xiàn)軍事偽裝。

美國萊斯大學(xué)研究團(tuán)隊將環(huán)氧樹脂涂層與石墨烯納米帶相結(jié)合，得到了一種特殊的涂層材料。將其涂在直升機(jī)旋翼槳葉的邊緣上并施加一個小小的電壓，涂層表面產(chǎn)生極高的溫度電熱，能融化1cm多厚的覆冰。另外，這種涂層還可為飛機(jī)提供電磁屏蔽層，保護(hù)飛機(jī)免受雷擊。

遠(yuǎn)紅外發(fā)熱，健康保健領(lǐng)域的“生命之光”

美國《圣路易時報》曾刊登了東方康復(fù)中心姜新生醫(yī)師對于石墨烯遠(yuǎn)紅外效應(yīng)醫(yī)學(xué)作用的專文，文中提到太陽光中波長為5.6～15μm的遠(yuǎn)紅外線是生物生存必不可少的因素，可產(chǎn)生生物活化現(xiàn)象，被專家稱為“生命之光”，而石墨烯在發(fā)熱過程中產(chǎn)生的8～14μm遠(yuǎn)紅外線恰是其中適合人體健康的波段，由此，攜帶具有這樣功能的石墨烯產(chǎn)品，猶如請了針灸按摩師為己調(diào)理經(jīng)絡(luò)免疫系統(tǒng)。無疑，這對電腦族、手機(jī)族、久坐開車的司機(jī)及患有頸椎病的人是個福音。

即將上市的石墨烯家庭智能取暖畫，僅需一幅小小的壁畫即可給房間帶來溫暖，除了發(fā)射紅外線及智能溫控特點(diǎn)外，還可直接使用太陽能電池轉(zhuǎn)換電能，數(shù)據(jù)考證可節(jié)約70%的能源。

基于這種石墨烯發(fā)熱技術(shù)，納美新材料科技研發(fā)的“飯暖暖”智能飯盒，原理是在塑料中加入石墨烯粉末，可在安全低電壓和低功耗下，通過遠(yuǎn)紅外光譜均勻文火加熱模式，可持續(xù)加熱3h而不破壞食物分子結(jié)構(gòu)，能鎖住營養(yǎng)，飯菜口感好，解決了傳統(tǒng)飯盒各種技術(shù)難題。

充電王、柔性屏，移動世界獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷

僅1cm厚的石墨烯電池在5分鐘內(nèi)給智能手機(jī)充滿電，堪稱充電王；可折疊LED透明柔性屏可看電影、打電話和網(wǎng)頁瀏覽；線射頻識別標(biāo)簽可打印在普通的紙上，反復(fù)折疊150000次性能不損失。

來源：紡織導(dǎo)報

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