2020年石墨烯十大商用近况（附企业清单）

石墨烯是目前世界上最薄且最坚硬的纳米材料，这一特性引起了研究人员的极大兴趣，其主要性能和制备方式已经被许多科学家和学者反复讨论验证。此外，它具有的出色的电、热和光学特性，在电池、传感器、太阳能电池板、电子产品等各个领域具有许多应用潜力。

业内人士非常关注石墨烯的商用情况，这是它最大的挑战之一，也是业界讨论的重点。目前，全球有数十家石墨烯制造商，尽管产量相对较低、成本也较高，但我们已经看到一些石墨烯的商业应用。未来随着其产量的增加和价格的下降，石墨烯有望在越来越多领域得到应用。

本文将盘点一些石墨烯商用的近况。

新能源电池是石墨烯最早商用的重要领域。早前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池可在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。石墨烯超级电池的成功研发，解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。

此外，有研究人员证实，其制备了一种由石墨烯和硅制成的锂离子电池，该电池一次充电可使用一周，仅15分钟即可完成充电。华为也曾发布了其对基于石墨烯的锂离子电池的研究，该电池具有更高的耐热性，且寿命是传统锂离子电池的两倍。

图片来源：图虫创意

通过在材料表面添加一些石墨烯，并加以其他工艺辅助，可以改善聚合物体系的性能和功能。少量添加石墨烯可以使环氧树脂的刚度和强度提高一倍，并且碳纤维增强体系的压缩性能显著提高，这有望为航空航天、高性能汽车、风能和体育应用提供性能更强的新一代聚合物和复合材料。

有研究人员将碳纳米管石墨烯添加到环氧树脂复合物中，并涂覆于直升机旋翼桨叶的前缘，其在一定条件下可融化1厘米（0.4英寸）厚的冰层。

国际车轮生产商Vittoria销售由石墨烯增强的复合材料制成的自行车车轮，石墨烯可为车轮提供了诸如散热（降低15-30°C）、增加横向刚度（超过50％）等优势。Applied Graphene Materials公司宣布已提供石墨烯材料，用于生产英国Century Composites制造的钓鱼竿。HEAD公司也推出了用于女士的石墨烯增强型滑雪板，名为Joy，意在轻巧耐用。

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石墨烯因其独特的特性（包括大的体积比，独特的光学特性，出色的电学特性），在传感器应用中得到了极大的开发。例如，它已应用于葡萄糖、胆固醇、血红蛋白和癌细胞的诊断。同时，它也可以用作pH传感器来检测污染物。由于基于石墨烯的压力传感器占地面积小、重量轻，因此它对航空业也特别有吸引力。

石墨烯在空气或生物流体中不会氧化，通过将生物捕获分子和阻挡层应用于石墨烯，然后控制石墨烯与生物测试样品的液体之间的电压差，可以将石墨烯电路配置为场效应生物传感器。在各种类型的石墨烯传感器类型，生物传感器是第一种可出售的传感器。

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在医疗领域，石墨烯有望作为药物输送平台来治疗癌症，也有可能在组织工程中作为增强剂使用。但是这些都不太可能在近期进入市场，加快其商用推广已成为热点话题。

· 组织工程：石墨烯在组织工程中用作增强剂，可以改善可生物降解的聚合物纳米复合材料在工程骨组织应用中的机械性能。

· 生物成像：功能化且分散于表面活性剂的石墨烯溶液已被设计为血池MRI造影剂。此外，掺入石墨烯纳米粒子的碘和锰已成为多模式MRI计算机断层扫描（CT）造影剂。

· 药物输送：莫纳什大学（Monash University）的研究人员发现，石墨烯可有效吸附癌细胞，从而能够设计用于癌症治疗的药物递送剂。

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石墨烯纳米材料可以作为乳液稳定剂，或作为井眼强度改进剂，可以对钻井液和完井液具有流体渗透屏障的作用，这会为钻探活动产生“智能流体”，可以减少渗入岩层孔隙的流体、保持原始岩层压力、减少钻孔工具的磨损，以及减少钻杆液压粘附或卡住管道的可能性。

使用石墨烯纳米材料作为钻井泥浆润滑液，可增强减摩能力、抗磨性能和泥浆稳定性。此外，使用石墨烯材料以及单壁纳米碳材料进行的纳米技术EOR化学研究已经成为近期的研究重点。从理论上讲，这些材料会与油反应并改变其油性，从而增加油的流动性，从而提高原油的产量。

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