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|石墨烯被广泛认为是21 世纪的“神奇材料”，但它的起源却很卑微。这种二维材料于2004 年首次问世，当时曼彻斯特大学的两位教授使用玻璃纸胶带从石墨块�**胧┍∑�
这种材料是碳的结晶同素异形体，具有与金刚石和石墨相同的特性。简而言之，这三个碳原子都是由以不同方式键合的碳原子组成的。例如，石墨由碳原子结合成六方晶格制成，而石墨烯则由单片石墨制成。
当然，仅仅知道石墨烯是由什么构成的并不能解释为什么这么多人对它感到兴奋。为了更好地了解石墨烯的应用前景，我们概述了石墨烯的基本原理，包括其生产、应用和未来。
石墨烯的制造
如前所述，石墨烯的历史很短，于2004 年首次使用上述的Selotape 方法生产，现在也称为微机械剥离技术。石墨烯旗舰产品的使命是将石墨烯带出实验室，走进社会。该工艺的优点是成本低廉且需要的设备较少。然而，玻璃纸胶带法无法大规模实施。因此，开发了其他制造方法。
例如，石墨烯可以通过化学气相沉积在碳化硅或其他基底上生长。此外，当天然石墨放入溶液中时，会形成石墨烯薄片。石墨烯旗舰公司表示，直接化学合成也可用于创建“具有明确形状的小型石墨烯结构”。
但到目前为止，世界各地的科学家正在致力于开发大规模生产石墨烯的新方法。 2017 年1 月，堪萨斯州立大学的物理学家获得了由三种元素制造石墨烯的三步工艺专利。科学家使用火花塞、氧气和碳氢化合物气体等材料，据说这种方法可以促进石墨烯的快速大规模生产。
2018 年4 月，麻省理工学院的一个团队宣布了一种使用卷对卷工艺大规模生产石墨烯的独特方法，这是制造薄箔的常用方法。然后，工程师们使用化学气相沉积法加热箔片，并将其暴露在碳和其他气体的混合物中。
近年来，许多公司开始使用自己的方法生产石墨烯。 NanoXplore（TSXV:GRA）就是一个例子，该公司计划在2020年建设一座年产1万吨的石墨烯工厂。这些只是使大规模石墨烯生产变得经济实惠的机构和公司的几个例子。
石墨烯的应用
第一个创造石墨烯的教授最终因其在该材料方面的工作而获得了诺贝尔奖，只要看看石墨烯的用途，就很容易明白其中的原因。
正如《卫报》 中所解释的，石墨烯令人印象深刻的特性包括： 的导电性能比铜更好并且不透气，比钢强200 倍但重6 倍，并且“它们仅吸收2% 的光，使它们几乎完全透明。此外，“可以在其表面添加化学部分来改变其特性。”曼彻斯特大学在解释这些特性如何发挥作用时解释说，石墨烯可用于运输、医学、电子、能源和国防，并表示已经取得了进展。在工业等许多行业。海水淡化。
2015年发表了石墨烯未来如何应用于电池领域的具体例子。研究人员发现这种材料有可能使锂离子电池的寿命延长一倍，并在特斯拉（NASDAQ :）开始开发锂离子电池后引起了人们的关注。电池超级工厂。三星（KRX:005930）自2017年以来一直在研究石墨烯电池，以延长手机的电池寿命。三星2019 年旗舰手机Galaxy S10 曾被猜测会使用石墨烯电池，但这从未发生过。
石墨烯的另一个潜在应用领域是透明导电薄膜。
据《RD》 杂志报道，这些组件用于需要电压/电流和光学输入/输出的光电应用，例如OLED 照明、霍尔特电压和触摸屏。
石墨烯的应用也在其他几个地方进行了研究。例如，Directa Plus（LSE:DCTA）开发石墨烯基纺织品，并于2018年推出了全球首款石墨烯增强牛仔裤和夹克，同时还与Arvind签署协议，开发石墨烯产品在印度销售。
与此同时，First Graphene 正在测试其PureGraph 产品作为纳米流体冷却剂，据称与传统冷却方法相比，该产品的导热率提高了60%。首先，石墨烯也在采矿业中测试产品，以延长设备的磨损寿命。
前景
展望石墨烯行业的未来，研究公司IDTechEx预测，到2027年，该行业的年产量将达到3800吨，价值超过3亿美元。尽管如此，该研究公司预计该行业至少在2021 年之前仍将处于“产能过剩”状态。 IDTechEx研究指出，到2027年，储能和复合材料等行业将占据石墨烯市场的大部分，分别占25%和40%。
研究机构Markets and Markets表示，到2020年，全球石墨烯市场规模将达到约2.79亿美元，2015年至2020年增长率为42.8%。该公司表示，预计亚太地区将成为全球增长最快的地区，推动这一增长。市场和市场表明，该地区的增长将主要依赖于高经济增长率、制造业、低劳动力成本以及石墨烯应用专利的增加。
同样，Research and Markets 预计石墨烯市场在2018 年至2026 年间将以40% 的复合年增长率(CAGR) 增长。对印刷电子产品不断增长的需求将成为该行业的驱动力之一。到2025年，石墨烯市场规模预计将达到5.523亿美元，年复合增长率为38%。石墨烯电子应用的收入将是主要贡献者。
本文转载自公众号：石墨烯雷达