從被比喻為最接近科幻名作《三體》“二向箔”的神秘物質(zhì)，到被預言能改變２１世紀的“神奇材料”，石墨烯正從實(shí)驗室走進(jìn)百姓生活?，F在，它又將站在“風(fēng)口”上，迎來(lái)發(fā)展的“春天”：中國“十三五”規劃建議明確提出將加快突破新材料等領(lǐng)域核心技術(shù)。工信部等部委也于近日聯(lián)合發(fā)文，提出要將石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成先導產(chǎn)業(yè)。

　　這一“橫空出世”的新材料到底神奇在哪里？能給我們的生活帶來(lái)怎樣的變化？何時(shí)才能迎來(lái)屬于它的大時(shí)代？新華社記者帶著(zhù)這些思考，深入基層，揭開(kāi)石墨烯的神秘面紗。

　　石墨烯為何方神圣？

　?。保痹拢玻叭?，工信部、國家發(fā)改委和科技部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的若干意見(jiàn)》，提出將石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成先導產(chǎn)業(yè)，逐漸實(shí)現石墨烯材料在部分工業(yè)產(chǎn)品和民生消費品上的產(chǎn)業(yè)化應用。并提出到２０２０年，形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系。

　　備受重視，身負使命的石墨烯，到底是何方神圣？

　　石墨烯，實(shí)際就是從石墨中剝離出來(lái)、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。鉛筆芯用的石墨就相當于無(wú)數層石墨烯疊在一起。

　　聽(tīng)起來(lái)稀松平常的石墨烯，卻有諸多獨一無(wú)二的特性。通俗來(lái)說(shuō)，目前自然界中，這東西最薄、最結實(shí)，導電性極好，在工業(yè)領(lǐng)域中幾乎無(wú)所不能。

　　石墨烯有多??？厚度僅為普通紙張的十萬(wàn)分之一。記者在常州江南石墨烯研究院看到，在展示時(shí)，石墨烯片只能附著(zhù)在塑料薄膜上，覆蓋處的顏色明顯深一些。

　　石墨烯的發(fā)現者、２０１０年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者安德烈·海姆這樣描述石墨烯：可以被無(wú)限拉伸，彎曲到很大角度不斷裂，可以抵抗很高的壓力，同時(shí)還有著(zhù)非同尋常的導熱性和導電性。

　　“石墨烯電阻率極低，電子能在其中極為高效地移動(dòng)，這使得石墨烯有非常好的導電性。”中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院金屬研究所研究員成會(huì )明說(shuō)，如果將石墨烯與電子元件、電子設備進(jìn)一步結合使用，可以增強儲電設備的儲電率，提高儲電性能。

　　雖然只有一個(gè)原子的厚度，但石墨烯卻是非常強韌的材料。通俗地講，它強過(guò)鉆石，“秒殺”鋼鐵。同時(shí)它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的２０％。如果用一個(gè)平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足１毫克，可以承受１公斤的重物。

　　石墨烯還具有“針插不進(jìn)、水潑不進(jìn)”的零滲透特性。如果給船體涂上石墨烯涂層，就好像穿上防腐“鎧甲”；如果發(fā)生化學(xué)品火災，一張石墨烯薄膜可以把火滅掉。

　　石墨烯的驚奇之處還遠不止此。１克重的石墨烯展開(kāi)后面積為２６３０平方米！“這么大的比表面積（物理用詞：１克固體擁有的總表面積）使其擁有超強的吸附性，我們正在研究用它做過(guò)濾裝置，用于海水淡化、污水處理等領(lǐng)域。”青島賽瑞達電子裝備股份有限公司董事長(cháng)宋立祿接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。

　　為了研究石墨烯，科學(xué)家們歷經(jīng)艱辛。當初在實(shí)驗室獲得的石墨烯片價(jià)值超過(guò)最珍貴的鉆石。“１００平方納米的石墨烯，就要幾千歐元，肉眼都看不見(jiàn)。”江南石墨烯研究院副院長(cháng)董國材說(shuō)，經(jīng)過(guò)不斷探索，制備石墨烯的新方法層出不窮，工業(yè)化生產(chǎn)石墨烯已經(jīng)成功。

　　現在，江蘇常州已有一個(gè)國家級的石墨烯產(chǎn)業(yè)基地，聚集著(zhù)５０多家企業(yè)，這里的石墨烯技術(shù)具備國際一流水平。石墨烯成本價(jià)也因批量生產(chǎn)大大降了下來(lái)，目前１平方米石墨烯片價(jià)格在３００元左右。

　　與生產(chǎn)生活接軌，“烯”望無(wú)限

　　隨著(zhù)科研發(fā)展，目前，石墨烯系列產(chǎn)品開(kāi)始走入百姓生活。不久前在青島舉辦的２０１５中國國際石墨烯創(chuàng )新大會(huì )上，石墨烯理療、保暖產(chǎn)品、ＬＥＤ用高導熱石墨烯復合材料、石墨烯防彈材料等２０余種石墨烯產(chǎn)品全新推出。

　　青島華高墨烯科技有限公司董事長(cháng)施建新向記者介紹，利用石墨烯特性研發(fā)的新型防彈衣，防彈插板只需１７毫米就能達到甚至超過(guò)傳統產(chǎn)品的防彈效果，重量還可減輕２０％。

　　“利用石墨烯良好的導電性、散熱性和材質(zhì)堅固性，我們研發(fā)了石墨烯導靜電輪胎，目前主要用于特種車(chē)輛和裝有易燃易爆等危險品的車(chē)輛。”施建新說(shuō)，導靜電輪胎可以避免普通輪胎與地面摩擦產(chǎn)生的靜電，從而避免裝有易爆品等危險品的車(chē)輛發(fā)生爆炸。

　　在石墨烯的諸多應用中，最受普通大眾關(guān)注和期待的，是它改變手機等電子設備產(chǎn)品功能的可能性。

　　智能手機剛出現的時(shí)候，長(cháng)時(shí)間通話(huà)、玩游戲，手機就會(huì )發(fā)燙。如今這一問(wèn)題基本解決－－因為石墨烯材料極好的導熱性得到了應用。常州市碳元科技公司近年來(lái)生產(chǎn)出石墨烯導熱材料，迅速被應用在智能手機上，成為小米等手機的大客戶(hù)。公司銷(xiāo)售額在３年內從６００萬(wàn)元“爆發(fā)式”增至２億元以上。

　　智能手機觸控屏的性能提升將直觀(guān)地改善用戶(hù)操作體驗。上個(gè)月，常州二維碳素科技公司推出了全球首款石墨烯壓力觸控傳感器，這一技術(shù)應用于智能移動(dòng)終端電子產(chǎn)品上，可實(shí)現多級按壓感應、輕按、輕擊、指甲敲擊、殼體振動(dòng)等多項功能。二維碳素科技公司周振義副總裁表示，這一技術(shù)充分利用了石墨烯高柔韌性、高靈敏度性等特點(diǎn)，改變了石墨烯一度只是簡(jiǎn)單替代傳統材料的局面，為軟硬件設計提供了充分想象空間。

　　值得一提的是，中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院已成功制備出國內首片１５英寸單層石墨烯觸摸屏，并正在開(kāi)發(fā)系列基于石墨烯的柔性傳感器件。今后手機、電腦的顯示屏將超薄、超輕，可彎曲。

　　石墨烯另一個(gè)備受期待的貢獻就是改進(jìn)鋰電池性能。成會(huì )明說(shuō)，簡(jiǎn)單講，在鋰電池中加入石墨烯復合導電粉末，充電更快、容量更大、壽命更長(cháng)。這有望讓手機“秒沖”、電動(dòng)汽車(chē)告別幾小時(shí)充電成為現實(shí)。

　　被科學(xué)家預言將“徹底改變２１世紀”的石墨烯，還有什么令人期待？

　　根據此次三部門(mén)印發(fā)的《意見(jiàn)》，未來(lái)，石墨烯將在航空航天、武器裝備、重大基礎設施，以及新能源、新能源汽車(chē)、節能環(huán)保、電子信息等領(lǐng)域有廣泛應用。而石墨烯薄膜、石墨烯功能纖維的穿戴產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，也讓這一新材料更好地服務(wù)民生。

　　發(fā)展路線(xiàn)漸明　石墨烯時(shí)代還有多遠？

　　目前，石墨烯產(chǎn)業(yè)已被納入國家戰略布局?！吨袊圃欤玻埃玻怠愤x擇１０大優(yōu)勢和戰略產(chǎn)業(yè)實(shí)現重點(diǎn)突破，在首個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線(xiàn)圖中，石墨烯材料成為前沿新材料的四大重點(diǎn)之一。“十三五”新能源汽車(chē)重點(diǎn)專(zhuān)項，也將石墨烯等新材料列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。

　　值得關(guān)注的是，中國本身就有生產(chǎn)石墨烯的獨特優(yōu)勢。據統計，我國石墨礦儲量占到世界總儲量的７５％，生產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量７０％。目前，我國石墨烯企業(yè)已超過(guò)百家，并在常州、無(wú)錫、青島、深圳等地形成產(chǎn)業(yè)集群。

　　業(yè)界普遍認為，經(jīng)過(guò)自主系統研發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)、工藝裝備和產(chǎn)品質(zhì)量取得重大突破，我國石墨烯材料在儲能器件、改性材料、智能穿戴等產(chǎn)品上的應用效果逐步顯現，產(chǎn)業(yè)化步伐明顯加快。我國石墨烯材料正處于從實(shí)驗室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)期。

　　把石墨烯產(chǎn)業(yè)打造成先導產(chǎn)業(yè)，國家政策指明了石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線(xiàn)。業(yè)內人士認為，政策利好不斷釋放，石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將真正迎來(lái)春天。“２０１５年是我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展元年”，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟秘書(shū)長(cháng)李義春說(shuō)。

　　前景美好，“烯”望無(wú)限，但不得不承認，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍有諸多短板亟待補齊。

　　中科院院士、北京大學(xué)教授劉忠范說(shuō)，要實(shí)現石墨烯的“明星”應用，需要生產(chǎn)出低成本、高品質(zhì)的石墨烯成品。“但業(yè)內人都知道，要制出這種石墨烯并非易事。我們在技術(shù)層面還有很多挑戰，批量化或大尺寸生產(chǎn)都還沒(méi)能克服”。

　　一些業(yè)內人士指出，歐盟在２０１３年初對石墨烯作為“未來(lái)新興旗艦技術(shù)項目”給予１０億歐元的資助，這是歐盟歷史上最大的投資。而我們的投資力度還較弱，目前據公開(kāi)資料還暫無(wú)政府性的石墨烯專(zhuān)項投資。即使是企業(yè)類(lèi)投資，最大的一筆也不過(guò)５億元。

　　而且，我國的石墨烯高端專(zhuān)業(yè)研發(fā)人才缺乏，研究力量也較為分散，亟須建立一條完整的石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)、應用的全產(chǎn)業(yè)鏈，優(yōu)化研究和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)環(huán)境，強化分工合作共同對石墨烯的應用市場(chǎng)進(jìn)行培育與開(kāi)拓。

　　此外，雖然石墨烯研究應用發(fā)展迅猛，但石墨烯的研究單位和企業(yè)在石墨烯的定義、性能、制備方法等行業(yè)技術(shù)核心問(wèn)題上尚未形成共識，石墨烯標準尚需進(jìn)一步規范。

　　青島高新區節能技術(shù)與新材料事業(yè)部部長(cháng)張志強等表示，石墨烯產(chǎn)業(yè)必須避免當年納米技術(shù)那樣一哄而上的局面，需要整個(gè)資源進(jìn)行創(chuàng )新布局，形成聚合效應。

　　施建新等業(yè)內人士也認為，國家應抬高石墨烯企業(yè)的準入門(mén)檻。治理、關(guān)停一批規模小、技術(shù)落后、污染嚴重的企業(yè)，將優(yōu)質(zhì)石墨烯資源配置給有實(shí)力、有技術(shù)、有社會(huì )責任的企業(yè)，做大做強高科技龍頭企業(yè)集團。

　　看來(lái)，石墨烯大時(shí)代的到來(lái)，除了期待還需努力