石墨烯（Graphene）是由碳原子以sp2雜化軌道組成的一種六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。它具有輕薄、強硬、超導熱、超導電、透明的優良特性：厚度為1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯；一層碳原子結構的石墨烯強度大約是鋼的200倍左右；導熱性能較好的材料熱導率W/（m·K），金剛石 2000，銅 400，而單層石墨烯理論上可以達到5300；電子在石墨烯的速度甚至可達到光速的1/300；單層石墨烯的透光率約為97.7%,吸光率僅為2.3%。

       當然，不僅僅只局限于此，石墨烯還具有其他優異的應用性能，被認為是一種未來革命性材料。英國曼徹斯特大學的兩名科學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功從石墨中剝離出石墨烯，2010年共同獲得諾貝爾物理學獎。

圖1 石墨烯主要應用領域

       因此，石墨烯被廣泛應用于電子器件、功能材料、軍事國防、環保、生物醫藥、能源等領域。目前，市場上比較成熟的產品包括電熱膜、防腐涂料、導電劑、柔性屏等。本文對我國石墨烯產業發展現狀做了梳理。

       研發現狀：石墨烯制備技術取得突破

表1 國內主要研究機構研究方向及成果

來源：中關村石墨烯產業聯盟

       目前，我國石墨烯的研究仍然以高校和科研院所為主，包括北京大學、清華大學、中科院金屬所、中科院寧波材料所等，主要研究方向為石墨烯的高效綠色制備，以及石墨烯在細分功能領域的應用拓展。關于石墨烯的文章發表和專利申請總數量我國已經躍居世界第一，但是質量堪憂。與此相對應的工業化現狀是：高產能低品質，缺少穩定的工藝和裝備。國內的石墨烯薄膜總產能已經走在世界前列。但大多是多晶薄膜，疇區尺寸和缺陷密度分布較廣，等級規格各異，標號規則不一，品質參差不齊。

       市場現狀：底子好，發展快，潛力大

       中國是世界第二大石墨資源國，已查明資源儲量2.6億噸，資源總量估計為18.7億噸，石墨的基礎儲量占世界總儲量的33%左右，主要分布在黑龍江、內蒙古和山東等省。

       石墨烯生產企業的數量逐年增多，發展很快。目前，產業化聚集區域主要有四個：長三角、珠三角、京津冀和山東地區。據統計，我國工商注冊的涉及石墨烯業務的企業已達兩千多家，其中，實際從事石墨烯業務企業的僅有200多家。

       中國經濟信息社發布的《2016-2017年中國石墨烯發展年度報告》顯示：2016年，全球石墨烯市場總體規模為755萬美元，2017年，大約2000萬美元。2016年我國石墨烯市場總規模突破40億元，是2015年市場規模的十倍。已形成新能源、大健康、復合材料、節能環保、石墨烯原料、石墨烯設備六大市場。中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟預測我國石墨烯市場規模將繼續擴大，2017年會突破100億元。

       技術應用現狀：低端領域初具規模，高端領域有待突破

表2 國內主要生產企業應用成果

來源：《河南化工》

       從表3中可以看出，國內部分石墨烯生產廠商如寧波墨西、第六元素、二維碳素已經實現了石墨烯粉體和薄膜的規模化生產。據初步統計，目前我國石墨烯粉體的產能為3450噸/年，石墨烯薄膜的產能105萬平米/年，但由于石墨烯的工業化產品質量有待提高，僅能應用在涂料、添加劑、觸摸屏等低端領域。

       單晶石墨烯薄膜制備比普通多晶態石墨烯薄膜制備困難程度提升很多，目前技術只能做到毫米級大小的單晶石墨烯，與可應用的晶圓級尺寸仍有很大的距離，高速電子器件、光電探測器等都需要大面積高質量的石墨烯單晶，所以在高端領域的應用發展相對乏力。

       相關政策法規：明確石墨烯發展路徑，推動產業化應用。

表3 近年來石墨烯相關政策法規

來源：科技部、工信部、發改委

       從政策發布時間上看，我國對石墨烯材料的密切關注及高度重視開始于2015年，陸續出臺的意見規劃明確了石墨烯作為戰略新興產業的發展路徑，積極推動石墨烯產業化發展，細化石墨烯材料重點應用領域的技術分支。其間，各地區根據資源稟賦，紛紛建立石墨烯研發創新基地和產業發展平臺。在這種浪潮的影響下，石墨烯受到資本市場高度追捧，國內曾經一度出現了石墨烯概念過熱的情況?？傊?，石墨烯產業整體發展形勢向好。

       未來前景：或別具一格或普世大眾或變革世界

       在政策法規和資本市場的雙重加持下，石墨烯的產業化發展有三種可能：第一，像碳纖維一樣，由于其優異的力學性能可以增強復合材料，在某個領域成為不可替代的核心材料。第二，可能像塑料一樣普及，產品輕、性價比高、需求量大改變人類的生活習慣。第三，像硅一樣，孕育了微電子工業，使人類步入電子信息時代，給人類的生活帶來巨大的變革。