石墨烯是什么？

石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

目前，石墨烯是自然界中已知的最轻、最薄、最强韧的材料，单层的石墨烯材料能承受很大重量。石墨烯原子排列非常致密，氢原子也无法穿透，同时几乎完全透光，呈透明状，导电、导热性也很强，是一种性能优异的新型纳米材料。

目前，石墨烯是最有潜力替代硅的新材料。石墨烯产业的发展前景非常好，未来不可估量。

  

石墨烯材料效果图

全球研发现状

全球的科研和产业投入已相当巨大，有望在未来几年里实现产业化。

2010年后，全球石墨烯zhuanli数量呈井喷式增长。从1994年开始，全球一共有12500多例石墨烯相关zhuanli。从申请数量看，中国、韩国、美国、日本位居前四位。中国在数量上有绝对优势。

美国有大量公司投入到石墨烯产品的研发中，已有相对完整的上中下游产业链；欧洲在下游应用方面相对较弱；日、韩在石墨烯电子元器件应用领域较强。

石墨烯晶体管设计效果图

中国面对的挑战

中国有众多一流大学和研究机构涉足石墨烯研究；在企业层面上，虽然石墨烯企业的数量不断增加，但是只有深圳鸿海一家具有一定优势。

中国的zhuanli申请主要集中在国内，全球布局较弱。国内zhuanli申请一旦通过并公开，再到海外申请国际zhuanli就十分困难。

作为新材料，石墨烯的应用机会是跨行业的，但中国的zhuanli大多侧重石墨烯的生产制备，而国际zhuanli的发展趋势是向应用转移。从2013年到2015年，随着制备技术的完善和成熟，石墨烯的zhuanli申请不断向下游拓展延伸。全球新增的zhuanli很多都聚焦具体的应用场景，尤其是复合材料的zhuanli申请几乎翻番。

石墨烯柔性材料

石墨烯的应用

目前，石墨烯处于产业化初期，应用主要集中在导电、导热材料领域。

石墨烯电极的应用将使锂电池的充电速度大大加快；柔性显示及其相关设备将会是石墨烯未来广泛应用的领域。

在复合材料领域，石墨烯的应用还会持续地增长，包括塑料、橡胶、涂料，导电油墨四个市场。

在节能环保和热能管理领域，石墨烯要和行业做深度结合，包括LED和集成电路的散热材料。

在生物领域，石墨烯涂料无菌、环保，可以应用于生物安全、纳米载药系统、基因治疗、生物成像诊断。

在医学领域，氧化石墨烯有优异的电化学、光学和水溶性特质，能够吸附芳香族生物分子，构建相应生物传感器，成为靶向药物的载体或者生物成像的制剂。

英国曼彻斯特大学研发出石墨烯灯泡；麻省理工大学材料科学系研发出单层石墨烯海水淡化过滤膜；香港理工大学研发出半透明太阳能电池。

石墨烯技术的机会

石墨烯领域的创业，最核心的是基础技术在相应应用领域上的突破。

目前全世界范围内，石墨烯的制备与性能水平差不多。因此，现阶段应用的好坏将决定胜出的几率。

制备上还有巨大提升空间。石墨烯粉或薄膜的价格十分昂贵，除非在应用上的利润比较丰厚，否则制备成本不容小觑。

国内的石墨烯概念股企业或号称具有石墨烯制备能力的企业，还只是将石墨烯初步用在导电油漆和油墨等简单领域。