石墨烯应用到各行各业，这种新材料有什么优势？

石墨烯作为一种有着特殊性能的材料，目前已应用于透明导电电极、触控屏、太阳能电池、锂电池、超级电容器、导热薄膜、海水淡化、环境污染治理等领域，人们寄予了厚望。而今天要说的是石墨烯透明导电膜。根据市场调查，现在许多大公司已经开始做石墨烯透明导电膜了，比如韩国三星、日东电工、尾池工业等纷纷投入巨资开展石墨烯透明导电膜的研发。目前国内外开展石墨烯透明导电膜研发所面临的核心问题仍然是石墨烯膜的大面积、低成本、高质量制备技术。国内外广泛采用的石墨烯膜制备技术是化学气相沉积（CVD）技术。这一技术路线能够得到质量较好的大片单层石墨烯，在透光率和面电阻上具有性能优势，但仍然存在许多致命的缺点，如工艺路线复杂、成本高、良品率低、薄膜面积受限等。总之，要实现石墨烯透明导电膜的规模化和商品化生产还需要进一步的技术创新以及大量的人力物力投入。

河南六工石墨烯

石墨烯薄膜产业现状

目前河南六工石墨有限公司已经实现5寸、6寸石墨烯触摸屏膜的生产，在小尺寸上技术渐趋成熟，即将研制出长300mm、宽230mm的石墨烯透明导电膜，基本可以满足移动设备的触控需求。

而随着单个企业产量的提升以及整个行业产业化的推进，石墨烯的成本端正快速下降，石墨烯薄膜的价格也有望随之降低，成本劣势会不断缩减。

现在国内已建成的石墨烯薄膜生产线主要有三条。

全国首条石墨烯薄膜生产线

2013年5月年产量达3万平方米的河南六工石墨烯薄膜生产线投产；

全球规模最大的石墨烯薄膜生产线

2013年10月在河南郑州开建的石墨烯薄膜生产线已于2016年投产，年产量达100万平方米；

国内首条石墨烯薄膜连续生产线

2016年7月，国内首条石墨烯薄膜连续生产线在河南六工石墨有限公司建成。

河南六工石墨烯

接下来，六工石墨徐经理给大家介绍一下石墨烯的应用领域：

领域一：导电油墨

导电油墨是用导电材料制成的油墨，具有一定程度导电质，可作为印刷导电点或导电线路之用。近年来在手机、玩具、薄膜开关、太阳能电池、远红外发热膜以及射频识别技术等行业中应用越来越广泛。过去数十年，导电油墨最大的下游是太阳能电池以及显示器件。未来包括触摸传感器及其电极、RFID以及电子纸张的应用也将同时保持增长。

领域二：传感器

石墨烯因其独特的二维结构在传感器中有广泛的应用，具有体积小、表面积大、灵敏度高、响应时间快、电子传递快、易于固定蛋白质并保持其活性等特点，能提升传感器的各项性能。主要用于气体、生物小分子、酶和DNA电化学传感器的制作。新加坡南洋理工大学开发出了敏感度是普通传感器1000倍的石墨烯光传感器；美国伦斯勒理工学院研制出性能远超现有商用气体传感器的廉价石墨烯海绵传感器。

领域三：生物材料

石墨烯类材料在生物领域有着多方面的应用，其中氧化石墨烯可以制成纳米抗菌材料，抗菌性源于其对大肠杆菌细胞膜的破坏。由于其具有丰富的材料来源，这种新型的晶体材料有望在环境检测和临床医学领域得到广泛应用。

其他还有储能材料行业，锂电池行业，半导体材料行业等等。

石墨烯发热原理是基于单层石墨烯的特性，首先石墨烯是目前为止导热系数最高的材料，具有非常好的热传导性能。其次石墨烯在室温下载流子（导电离子）为15000cm/(v.s），这一数值超出硅材料的十倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

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，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。

力学特性

石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa。[7]由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

电子效应

石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/（V·s），这一数值超过了硅材料的10倍，是目前已知载流子迁移率最高的物质锑化铟（InSb）的两倍以上。在某些特定条件下如低温下，石墨烯的载流子迁移率甚至可高达250000cm2/（V·s）。

与很多材料不一样，石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小，50~500K之间的任何温度下，单层石墨烯的电子迁移率都在15000cm2/（V·s）左右。

百度百科--石墨烯

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