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　　刘忠范，我国科学院院士，北京石墨烯研讨院院长。现任全国政协常委、九三学社中央委员会副主席。首要从事石墨烯等纳米碳资料研讨，在石墨烯、碳纳米管的化学气相堆积成长方法研讨范畴做出了一系列开拓性和引领性的作业，是世界闻名石墨烯专家。宣布SCI检索学术论文550余篇，请求我国发明专利80余项。曾获日中科技交流协会“有山兼孝留念研讨奖”、香港求是科技基金会杰出青年学者奖、我国剖析测验协会科学技能奖一等奖、教育部高等学校科学技能奖自然科学一等奖、国家自然科学二等奖两次、我国化学会-阿克苏诺贝尔化学奖、日本化学会胶体与界面化学年会Lectureship Award（2016）等。

　　有这样一种坚韧的薄膜，它能以一个铅笔尖的接受面，撑住一头大象的分量，而不会被戳破，这种资料便是石墨烯。石墨烯是人类历史上发现的首个二维元素晶体，它几近通明，却反常柔韧，且能曲折。它的厚度仅为头发丝的二十万分之一，强度却是钢的200倍，有研讨资料显现石墨烯是现在人类发现最薄、强度最大、导电导热功用最强的一种新式资料，自2004年被发现以来，在全世界备受推重，被以为是21世纪严峻的科学发现之一，是改动世界的一种资料。

　　在新一轮工业晋级和科技革新布景下，新资料工业被视为推进未来高新技能工业开展的柱石和先导，将会对全球经济、科技、环境等范畴的开展发生广泛而深入的影响。尤其是石墨烯“文武双全”的性质使人们对其宽广的运用远景发生了无量的幻想，有的科学家以为未来技能革新最大的推翻性事情之一，或许便是石墨烯替代硅成为信息技能的根底资料，石墨烯还或许在动力、交通、航空航天、柔性电子和医疗保健等范畴大放异彩。我国是石墨资源大国，也是石墨烯研讨和运用开发最活泼的国家之一，有专家猜测，未来石墨烯每年将撬动万亿级的工业链。作为一种新资料，石墨烯终究有哪些奇特之处?有哪些推翻式的运用能影响和改动人们的日子?我国石墨烯工业应该怎样健康开展?

　　石墨烯咱们并不生疏，铅笔芯是用黏土和石墨做成的，当你写字的时分在纸上一划，石墨片就会划下来，变成咱们可看到的字。假如你写得特别轻，说不定就能做出来单层的石墨片，也便是石墨烯。石墨烯声称“新资料之王”，它是最薄的资料，由于它只要一个原子层的厚度;一同它也是强度最大的资料，理论上它的强度比钢还要强200倍;它也是导电性最好的资料，热导性是遥遥领先的。石墨烯仍是完美的柔性通明资料，柔韧性特别好，能够轻易地被折叠。它仍是一种通明导电薄膜资料，这也是石墨烯一个十分重要的特色。

　　碳资料宗族是“新式”工业的摇篮，催生了金刚石工业、石墨工业、活性炭工业、炭黑工业和碳纤维工业，也因而碳资料被以为是人类文明开展的助推器。石墨烯作为碳宗族资猜中的新成员，因其具有共同的物理功用而备受注重。

　　从现在看，石墨烯可用来制作保暖产品、衣服等日用品;作为硅的替代品，石墨烯可制作超微型晶体管以及新一代电子元件，石墨烯运用在计算机芯片上，能大幅度进步计算速度;石墨烯还合适用来制作通明触控屏幕、发光板、太阳能电池板等产品。从未来看，石墨烯将在电子信息、新动力、航空航天、柔性电子及储能、海洋工程防腐等范畴发挥严峻效果。

　　石墨烯有三种不同的形状：一种是粉体，一种是薄膜，还有一种是纤维。资料形状不同，用处也不一样。

　　石墨烯在大健康和电热范畴有着宽广的运用远景。石墨烯对错常抱负的远红外辐射资料，石墨烯的波长是3—15微米左右，人体发射的红外频谱和石墨烯基本上是相似的，有人说石墨烯能够发射生命光波，便是这个意思。这种光波被人体吸收之后，能够进步免疫力，改进血液循环，乃至会增强推陈出新。石墨烯发热功率十分高，尤其是电热响应速度十分快，这是比其他资料优胜的当地。它的电热转化功率高达90%以上，电能转化成热能功率高，就意味着能够节能、节电，这是石墨烯作为电热和大健康资料一个十分重要的长处，实际上现在国内许多企业都在做这类产品的研制作业。北京石墨烯研讨院发明的一种石墨烯玻璃纤维资料，这种资料看起来就像一块布，加上电压之后，就能够作为加热片，像电阻丝那样去把水烧开。它最大的特色是升温速度特别快，加上24伏的电压，在20秒左右的时刻温度能够升到900度，电热转化功率超越90%，这比一般的电阻加热高许多，运用这种资料能够大幅度地节能、节电。

　　石墨烯在轿车范畴也有着很宽广的运用远景，用石墨烯这种复合资料做轿车车身，能够让轿车变得更轻、更节能，跑得更快。实际上，英国现已推出了用石墨烯复合资料做的轿车。

　　在我国石墨烯用处最多的是石墨烯电池。从严厉意义上讲，不能叫石墨烯电池，其实便是锂离子电池掺上一点石墨烯，改进它的功用。怎样让轿车的续航路程更远?让轿车充电更快捷、更快速?从原理上讲，石墨烯确实能够在这方面起到必定的效果，可是咱们还不能过度等待。石墨烯确实关于电池的能量密度会有所进步，对充电速度能够有所改进，充电能够变得更快，可是实际效果还不像宣扬那样好。

　　石墨烯安静低沉，把胜过钢铁200倍的“刚强”，“掩藏”在黑黝黝的石墨易脆表面之下;和婉且赋有可塑性，通体通明能被一眼看穿，却只吸收弱小的光线。这些“特别”之处给人们翻开了一扇新的大门，进入了一个全新的世界。科学家们以为未来石墨烯会有许多科幻级的运用，如石墨烯电极可做大脑的接口，完成人机交互;石墨烯“人工喉”能使失语患者开口说话。乃至还能够借用“人工喉”的方法，把动物的言语转化成一种相同言语，让人类听得懂。这些既有趣味性，又有些科幻性的运用，将翻开咱们对这一新资料簇新的认知空间。

　　石墨烯能够做传感器。比方说有人用石墨烯做电子鼻，能够检测出极低水平的有害气体，像二氧化碳、臭氧等，用石墨烯传感器就能够检测出来。石墨烯的压力感应鞋垫是剑桥大学石墨烯中心推出来的试验性产品，这种鞋垫穿上之后能够随时盯梢足部的压力散布，像运动员想进步运动水平，就要剖析这些数据，反应之后能够进一步进步运动水平。石墨烯假如做成智能贴，贴到臂膀上就能够检测血压、脉息、体温等，石墨烯在这方面有很好的运用远景。石墨烯能够做触摸屏，由于它是通明导电薄膜。手机的触摸屏一般是用氧化铟锡(ITO)玻璃做的，ITO玻璃是一种铟掺杂的二氧化锡玻璃片，铟是一种稀有的金属元素，它的储量有限，本钱也比较高。ITO是一种玻璃片，它的柔性很差，石墨烯恰恰能够补偿这一点。碳不能说取之不尽用之不竭，可是跟铟比较在地球上的储量对错常大的。超薄柔性、高导电性和高强度使得石墨烯能够做未来的触摸屏。石墨烯的透光率十分好，透光率好意味着手机屏幕的可视性会十分好，看得更清楚。现在传统的触摸屏在酸碱条件下是不安稳的，石墨烯没有这种问题，即便是在严苛的环境下它也很安稳，受环境的影响比较小，从这个意义上讲石墨烯在触摸屏范畴有十分好的运用远景。

　　石墨烯仍是抱负的可穿戴技能的支撑资料。用石墨烯能够做机械臂，石墨烯能起到传感器的效果，能够指挥驱动机械手去发挥它的功用。石墨烯和下一代超快通讯技能也是密切相关的。石墨烯迁移率特别高，比传统的硅资料要高几十倍，乃至更高，能够用它做更为强壮的网络，和现有的技能比较进步将近一个数量级，用石墨烯能够做太赫兹通讯、超快光通讯器材。这些都是人们正在研制的范畴。

　　石墨烯复合资料是航空航天范畴的新宠。海代尔公司复合资料研讨中心现已把石墨烯用到无人机上了，轻质高强的石墨烯复合资料现在现已被用于进步无人机的螺旋桨叶片的机械功用和热传导功用。北京石墨烯研讨院正在研制航空轮胎，一般情况下，飞机在起降的时分是特别费轮胎的，像国产的轮胎起降三五十次或许就要换轮胎，有了石墨烯之后，就能够大幅度进步轮胎的寿数。石墨烯还能够作为高温合金的增强剂来运用，把必定量的石墨烯掺到高温增强合金里边，就能够大幅度进步高温合金的功用，在航空发动机里边或许有很好的运用。

　　跟着石墨烯资料研制的开展，人们也在寻觅各式各样的方法去做出特别的石墨烯资料。这些新资料的呈现都会进一步加快石墨烯的实用化进程。

　　石墨烯作为21世纪的新资料之王，它的发现现已引发了全世界的注重，世界上许多国家都将石墨烯作为高技能开展的战略制高点，欧盟率先在2013年发动石墨烯旗舰方案，斥资10亿欧元推进石墨烯资料的工业化开展。在美国，包含IBM、英特尔、波音等世界大公司，都投入大规划科研力气进行石墨烯的研制并已构成相对完好的工业链。日本日立、索尼，韩国三星集团等大企业也都投入了很多资金和人力，从事石墨烯的根底研讨以及运用开发。

　　作为石墨烯原资料之一的石墨，我国具有巨大的资源优势，我国在石墨烯范畴论文宣布数量以及专利请求数量都是全球最多，根底研讨与工业化力气在全球处于榜首队伍。从2010年开端，我国石墨烯相关企业呈爆破式增加，数据显现，我国石墨烯职业相关企业注册量于2019—2021年呈增加趋势，2021年企业注册量为13665家，较前年上升了5830家。到9月23日，2022年新增企业注册量为11668家。全球榜首条和第二条真实完成规划化的石墨烯出产线也诞生在我国。可是，现在我国石墨烯工业开展“喜忧参半”，我国石墨烯出产企业首要以草创期的中小微企业为主，产品以实用性种类居多，同质化竞赛严峻，高端研制方面相对短缺。石墨烯资料的开发运用怎样跨过抱负与实际之间的距离?怎样寻觅到真实“杀手锏”级的用处?

　　国外特别注重石墨烯的一些根底研制渠道的建造。一个典型的比如，在石墨烯诞生地——英国曼彻斯特大学，两位科学家牵头建立了国家石墨烯研讨院，进行根底研制工程运用，把咱们整合起来一同往前走，推进石墨烯的工业化，这是国外石墨烯研制范畴一个重要特色。我国各级政府也知道到了渠道的重要性，北京市推进建立了北京石墨烯研讨院，这是由北京大学牵头建立的一个新式研制组织。

　　我国其实在粉体石墨烯资料方面，产能现已达到了每年5000多吨，国外的产值加在一同也没有咱们多。在薄膜石墨烯方面我国的产能现已达到了650万平方米，产能现已开端过剩了，这是现在存在的一个十分大的问题。

　　关于石墨烯资料来说，抱负与实际之间还有一道距离，需求花大力量去补偿、去跨过这道距离。石墨烯资料有必要找到它真实的“杀手锏”级的用处。把石墨烯作为添加剂去改进功用，这谈不上是“杀手锏”级的用处。真实的“杀手锏”级的用处其实会带来传统工业的晋级换代，乃至发明全新的工业。

　　石墨烯新资料研制充满着机会，更充满着应战，我国现在处于榜首方阵，咱们具有全球最大规划的根底研讨团队，也具有全球最活泼的工业研制团队。关于石墨烯工业来说不能只注重现在，否则会丢掉未来，让咱们共同努力，打造石墨烯工业光亮的未来!