石墨烯是一種碳原子緊密堆積構成的二維晶體，是人類已知強度最高、韌性最好、質量最輕、透光率最高、導電性最佳的材料。2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功從石墨中分離出石墨烯，證實它可以單獨存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎，石墨烯可以廣泛地應用于新能源，大健康，電子信息，生物醫藥，航空航天等產業領域，是推動高技術發展的重要材料之一。

 

    從全球石墨烯創新成果上來看，從2010年起全球石墨烯發表論文及申請專利數量呈增長趨勢，說明自因石墨烯獲得諾貝爾獎以來，石墨烯在研發層面熱度不減。而中國無論是在發表論文和申請專利數量上都是遙遙領先。圖1為全球石墨烯創新成果年度分布圖。

    圖1 全球石墨烯創新成果年度分布圖（左：論文分布；右：專利分布）數據來源：Web of science， CGIA Research 整理

 

    在石墨烯材料制備方面的突破主要為石墨烯大規模批量化生產技術及高品質石墨烯材料制備方法；在應用技術研發方面主要涉及到石墨烯在新能源、電子信息、海水淡化等方面的突破；產業化技術方面，石墨烯環保涂料，散熱大功率LED燈，RFID（電子標簽），鉛酸電池及智能穿戴等產品已實現產業化突破。

    圖2 米級單晶石墨烯薄膜（Science Bulletin 62， 2017， 1074）

 

    CGIA Research預測，未來石墨烯技術發展的重點方向為石墨烯低成本、綠色、規模化制備，高質量精細結構調控，多級次多功能組裝集成，以及石墨烯在新能源、生物醫藥、電子信息、節能環保等下游領域的不斷拓展。

 

    石墨烯技術的研發呈現出良好的應用前景，但仍需在制備方法和工藝以及下游應用中進行新的突破，以實現石墨烯應用的產業化，引領多領域新材料新時代的變革。