被誉为“21世纪的神奇材料”、“万能材料”的石墨烯自2004年首次从石墨中分离出来，到今天被业界广泛追捧也就只有短短十年的时间，它的出现在科学界激起了巨大的波澜，英国科学家还因此获得2010年诺贝尔物理学奖。产品加点石墨烯，就会“身价”大涨。今天，小编就来简单和大家聊聊都有哪些石墨烯技术。

石墨烯

被誉为“21世纪的神奇材料”、“万能材料”的石墨烯自2004年首次从石墨中分离出来，到今天被业界广泛追捧也就只有短短十年的时间，它的出现在科学界激起了巨大的波澜，英国科学家还因此获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是世界上已知最薄、最坚硬的纳米材料，具有出色的韧性、导电性及导热性。石墨烯由于提炼技术还不成熟，目前相关技术研究大多还处在实验室阶段，离大规模量产还有相当于距离，因此它也是被号称价格10倍于黄金的纳米材料。

由于石墨烯具有比晶体硅有更好的导电性及导热性，效率可比硅至少高100倍，因此也被认为是最有可能替代硅材料而成为未来微型集成电路的新型材料。正如华为创始人任正非所说：这个时代将来最大的颠覆，是石墨烯时代颠覆硅时代！

正因为石墨烯在新能源、新材料、电子科技、航天军工等领域有着非常大的潜在应用价值，近年来受到学界、政府、资本的重视与追捧。无论是欧洲、美国，还是亚太地区，目前都紧急将石墨烯技术提升到一个未来技术创新竞争的战略高度。2013年欧盟将石墨烯和人脑工程两大科技入选“未来新兴旗舰技术项目”，每项计划将在未来10年内分别获得10亿欧元的研究经费。

1.把高科技“穿上身”，石墨烯提供“可调节的温暖”

在20日举办的北京冬奥会闭幕式中，高科技材料石墨烯的应用有效解决了半开放场馆工作人员的抗寒保暖问题，为国家体育场“鸟巢”提供了温暖保障。

当日北京气温最低可达零下7摄氏度。“鸟巢”作为半开放场馆，需要解决参加闭幕式人员以及工作人员的御寒问题。观礼台椅子、嘉宾区沙发的内部都嵌入了新型石墨烯柔性发热织物材料：只需轻触圆形的控制按键，即可实现47、37和30摄氏度三个档位温度的调节控制。观礼台的地毯也应用了石墨烯智能温度控制系统，可使地毯表面温度均衡处于20摄氏度以上。

据介绍，石墨烯是目前已知最薄、强度最大、导电导热性能最好的新型纳米材料，电热转换效率达90%以上。为保证在室外长时间工作的人员不感到寒冷，我国科研人员为北京冬奥会开发出了多种产品，满足多场馆不同类型人员的需求。

除了应用于北京冬奥会开闭幕式之外，不少观众对北京冬奥会的颁奖仪式印象深刻。在社交媒体上，网友们发出了“颁奖礼仪小姐姐穿那么薄会不会冷”的疑问和关心。

张家口赛区礼仪志愿者洪羽瑶告诉记者：“我们所在的张家口在冬奥会举办期间室外温度可达零下20摄氏度。我们的礼仪服装虽然看起来非常薄，但是我们一点不觉得冷，在室外站半个小时完全没有问题。”

记者了解到，本届冬奥会颁奖礼仪服装下面还有一套应用第二代石墨烯纺织物柔性发热材料的内胆，有快速升温的功能。当人体感觉寒冷时，通过隐藏按钮打开加热功能，可在30秒内将温度升高到人体的舒适温度。

此外，为保障冬奥会工作人员的对讲机、手机、摄像机、照相机等设备在寒冷户外也能正常工作，它们也穿上了石墨烯“外套”。据介绍，应用石墨烯柔性发热材料的云转播背包可瞬间产生50摄氏度的温升，并配备低温电池，保证在冬奥赛场零下20摄氏度及更低温环境下云转播设备的正常运转和有效续航。

2.新型石墨烯电池问世，钠电池容量提升10倍

瑞典查尔莫斯工学院的科学家们研发出了一种新型石墨烯材料——Janus石墨烯。该研究团队成员表示，在新型石墨烯层的一侧添加一个分子间隔，当这些层叠在一起的时候，分子在石墨烯之间就能创造更大的空间，这种材料和这种设计可以让电池容量获得大幅提升。

据悉，使用新型Janus石墨烯代替石墨，科学家成功在实验性钠电池中实现了332mAh/g的容量。这比采用传统思路设计的纳离子电池，蓄电量高出了约10倍，蓄电能力达到了媲美锂电池的水准。目前这项研究成功已经被发表在了《科学进步》杂志上。

3.石墨烯助力海水淡化实现重大突破 市场空间望进一步打开

日前，哈尔滨工业大学环境学院马军院士团队与阿卜杜拉国王科技大学赖志平教授团队联合攻关，在膜法水处理技术研究领域取得重大突破，其成果日前发表在国际期刊《先进材料》上，该研究设计合成了超高通量多孔石墨烯膜并利用低品质热源实现了高效可持续的海水淡化。

膜蒸馏（MD）利用热量驱动水蒸气通过膜，获得高品质清洁水， 是一项具有重大应用前景的海水淡化技术，同时也是诸多零排放工艺中的关键核心技术。但MD膜通量低是限制该技术广泛应用的主要瓶颈。哈工大科研团队所得石墨烯膜为水蒸气提供了极短且快速的传输路径，比迄今为止报道的MD膜通量高一个数量级、脱盐率大于99.8％，在海水淡化中显示出巨大的应用潜力和优势。海水淡化市场空间广阔，去年年中国家发改委印发的《海水淡化利用发展行动计划（2021―2025年）》明确，到2025年，全国海水淡化总规模达到290万吨/日以上，新增海水淡化规模125万吨/日以上。海水淡化低能耗可持续解决新方案实现重大突破，望打开石墨烯材料应用前景及空间，产业链公司望受关注。

4.石墨烯技术取得突破，芯片领域弯道超车可期

中国科学院在碳基芯片领域取得了重大突破，比现在的传统硅基芯片性能要提升10倍！

我们知道，在半导体硅基芯片领域，我们一直与国外先进技术有较大差距，并且要在短期内赶超可能性也微乎其微，重要的一点就是我们缺少高精度的光刻机，所以，要想实现弯道超车，只能想办法绕开光刻机的限制，将芯片的基础材料方向升级，同时，传统硅基芯片制造已经接近瓶颈，即将达到摩尔定律的极限，未来最高精度也只有2纳米，所以硅基芯片不会是未来芯片的唯一材料。于是，我国研发方向转向碳基领域。

碳基芯片也被称作石墨烯芯片，因为主要成分是石墨烯碳纳米管，为何要选择石墨烯？

因为相比其他碳基材料，石墨烯的强度是钢的200倍，但电阻率却只有10-6Ω·CM，比铜少1000倍，电子迁移率更是超过15000cm2/V·s，比硅高100倍，同时它的导热系数高达5300W/M·K，比银高10倍。

高强度，高导电，高导热的三大特性使得石墨烯成为碳基芯片材料的首选！而碳基芯片在稳定性和其他性能上比硅基芯片有数十倍的提升。

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