從被比喻為最接近科幻名作《三體》“二向箔”的神秘物質(zhì)，到被預(yù)言能改變21世紀(jì)的“神奇材料”，石墨烯正從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)百姓生活。現(xiàn)在，它又將站在“風(fēng)口”上，迎來(lái)發(fā)展的“春天”。

這一“橫空出世”的新材料到底神奇在哪里?能給我們的生活帶來(lái)怎樣的變化呢?

石墨烯為何方神圣

日前，工信部、國(guó)家發(fā)改委和科技部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見(jiàn)》，提出將石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，逐漸實(shí)現(xiàn)石墨烯材料在部分工業(yè)產(chǎn)品和民生消費(fèi)品上的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

備受重視，身負(fù)使命的石墨烯，到底是何方神圣?

石墨烯，實(shí)際就是從石墨中剝離出來(lái)、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。鉛筆芯用的石墨就相當(dāng)于無(wú)數(shù)層石墨烯疊在一起。通俗來(lái)說(shuō)，目前自然界中，這東西最薄、最結(jié)實(shí)，導(dǎo)電性極好，在工業(yè)領(lǐng)域中幾乎無(wú)所不能。

石墨烯的發(fā)現(xiàn)者、2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者安德烈˙海姆這樣描述石墨烯：可以被無(wú)限拉伸，彎曲到很大角度不斷裂，可以抵抗很高的壓力，同時(shí)還有著非同尋常的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。

雖然只有一個(gè)原子的厚度，但石墨烯卻是非常強(qiáng)韌的材料。通俗地講，它強(qiáng)過(guò)鉆石，“秒殺”鋼鐵。同時(shí)它又有很好的彈性，拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20%。如果用一個(gè)平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克，可以承受1公斤的重物。

電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)迎來(lái)大變革

隨著科研發(fā)展，目前，石墨烯系列產(chǎn)品開(kāi)始走入百姓生活。不久前在青島舉辦的2015中國(guó)國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)上，石墨烯理療、保暖產(chǎn)品、LED用高導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合材料、石墨烯防彈材料等20余種石墨烯產(chǎn)品全新推出。

在石墨烯的諸多應(yīng)用中，最受普通大眾關(guān)注和期待的，是它改變手機(jī)等電子設(shè)備產(chǎn)品功能的可能性。

智能手機(jī)剛出現(xiàn)的時(shí)候，長(zhǎng)時(shí)間通話(huà)、玩游戲，手機(jī)就會(huì)發(fā)燙。如今這一問(wèn)題基本解決——因?yàn)槭┎牧蠘O好的導(dǎo)熱性得到了應(yīng)用。常州市碳元科技公司近年來(lái)生產(chǎn)出石墨烯導(dǎo)熱材料，迅速被應(yīng)用在智能手機(jī)上，成為小米等手機(jī)的大客戶(hù)。公司銷(xiāo)售額在3年內(nèi)從600萬(wàn)元“爆發(fā)式”增至2億元以上。

智能手機(jī)觸控屏的性能提升將直觀(guān)地改善用戶(hù)操作體驗(yàn)。上個(gè)月，常州二維碳素科技公司推出了全球首款石墨烯壓力觸控傳感器，這一技術(shù)應(yīng)用于智能移動(dòng)終端電子產(chǎn)品上，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)按壓感應(yīng)、輕按、輕擊、指甲敲擊、殼體振動(dòng)等多項(xiàng)功能。二維碳素科技公司周振義副總裁表示，這一技術(shù)充分利用了石墨烯高柔韌性、高靈敏度性等特點(diǎn)，改變了石墨烯一度只是簡(jiǎn)單替代傳統(tǒng)材料的局面，為軟硬件設(shè)計(jì)提供了充分想象空間。

值得一提的是，中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院已成功制備出國(guó)內(nèi)首片15英寸(38.1cm)單層石墨烯觸摸屏，并正在開(kāi)發(fā)系列基于石墨烯的柔性傳感器件。今后手機(jī)、電腦的顯示屏將超薄、超輕，可彎曲。

石墨烯另一個(gè)備受期待的貢獻(xiàn)就是改進(jìn)鋰電池性能。成會(huì)明說(shuō)，簡(jiǎn)單講，在鋰電池中加入石墨烯復(fù)合導(dǎo)電粉末，充電更快、容量更大、壽命更長(zhǎng)。這有望讓手機(jī)“秒沖”、電動(dòng)汽車(chē)告別幾小時(shí)充電成為現(xiàn)實(shí)。

根據(jù)此次三部門(mén)印發(fā)的《意見(jiàn)》，未來(lái)，石墨烯將在航空航天、武器裝備、重大基礎(chǔ)設(shè)施，以及新能源、新能源汽車(chē)、節(jié)能環(huán)保、電子信息等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。而石墨烯薄膜、石墨烯功能纖維的穿戴產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，也讓這一新材料更好地服務(wù)民生。

從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)期

目前，石墨烯產(chǎn)業(yè)已被納入國(guó)家戰(zhàn)略布局。《中國(guó)制造2025》選擇10大優(yōu)勢(shì)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破，在首個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線(xiàn)圖中，石墨烯材料成為前沿新材料的四大重點(diǎn)之一。“十三五”新能源汽車(chē)重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)，也將石墨烯等新材料列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。

值得關(guān)注的是，中國(guó)本身就有生產(chǎn)石墨烯的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)石墨礦儲(chǔ)量占到世界總儲(chǔ)量的75%，生產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量70%。目前，我國(guó)石墨烯企業(yè)已超過(guò)百家，并在常州、無(wú)錫、青島、深圳等地形成產(chǎn)業(yè)集群。

業(yè)界普遍認(rèn)為，經(jīng)過(guò)自主系統(tǒng)研發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)、工藝裝備和產(chǎn)品質(zhì)量取得重大突破，我國(guó)石墨烯材料在儲(chǔ)能器件、改性材料、智能穿戴等產(chǎn)品上的應(yīng)用效果逐步顯現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)化步伐明顯加快。我國(guó)石墨烯材料正處于從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)期。

把石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，國(guó)家政策指明了石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線(xiàn)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，政策利好不斷釋放，石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將真正迎來(lái)春天。“2015年是我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展元年”，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)李義春說(shuō)。