關(guān)于石墨烯的炒作，每隔一段時間便會涌動一次。事實上，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化道路還遠(yuǎn)未實現(xiàn)。但不可否認(rèn)的是，這種發(fā)現(xiàn)于膠帶剝離的材料，有著多種獨(dú)特的屬性，終將影響到我們生活的多個角落。

前不久，新加坡南洋理工大學(xué)的科研人員的一項研究成果讓網(wǎng)媒爭相轉(zhuǎn)載。這項成果和石墨烯相關(guān)，科研人員將其作為原料之一，制造了一種圖像傳感器。

有媒體報道稱，“這項技術(shù)在同等條件下捕捉光線方面，比傳統(tǒng)的CMOS或CCD傳感器要好上1000倍，能對整個攝影行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響……”

關(guān)于石墨烯的炒作，每隔一段時間便會涌動一次。事實上，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化道路還遠(yuǎn)未實現(xiàn)。但不可否認(rèn)的是，這種發(fā)現(xiàn)于膠帶剝離的材料，有著多種獨(dú)特的屬性，終將影響到我們生活的多個角落。

光敏特性再度引發(fā)關(guān)注

自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯引發(fā)了全球科研人員對它的好奇與研究，它也是目前世界上最薄、最堅硬、電阻率最小的納米材料，而且?guī)缀跏峭耆该鞯?。石墨烯正以其?yōu)異的物理化學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于電子、信息、能源、航空、航天等多個領(lǐng)域的研究。

正因為這些獨(dú)有的特點(diǎn)，石墨烯被期待用來開發(fā)更薄、導(dǎo)電速度更快的電子元件或晶體管。另外，科研人員研究石墨烯在傳感器方面的功用，也下了很大工夫。

“南洋理工大學(xué)的這項成果，可能被媒體誤讀了。”北京大學(xué)物理學(xué)院光學(xué)所教授張家森在接受《中國科學(xué)報》采訪時表示，這里面或許存在一個誤區(qū)，就是石墨烯制成的圖像傳感器的工作波段并未表明。

在他看來，傳統(tǒng)的CMOS或CCD傳感器多是在可見光波段下工作，相關(guān)的技術(shù)和指標(biāo)都已在接近極限。這種情況下，依靠一種新材料的介入能將捕捉光線的效能提高1000倍就是夸張了。

但若是在紅外波段的話，石墨烯所制的圖像傳感器相比傳統(tǒng)傳感器，還是有可能將捕捉光線的效能提高上百倍的。

早在2011年，美國麻省理工學(xué)院的科研人員就發(fā)現(xiàn)了石墨烯所具有的光敏特性，它在受光照時會產(chǎn)生電流，這項發(fā)現(xiàn)會影響到多個領(lǐng)域。

因此，石墨烯可以成為一種很好的光敏材料，因為其產(chǎn)生電流的方式不同于其他光敏材料。它可以“感受很寬的光線范圍”，在紅外線中工作得很好，而其他材料很難做到這一點(diǎn)。這一點(diǎn)會讓石墨烯成為包括夜視儀和天文望遠(yuǎn)鏡等設(shè)備的重要制備材料之一。

或?qū)⑴c手指親密“接觸”

你或許不曾想到，石墨烯將來可能出現(xiàn)在我們使用的智能手機(jī)之中，與手指親密“接觸”。觸摸屏用透明導(dǎo)電膜是石墨烯最接近實用化的應(yīng)用實例之一。

導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電玻璃、油墨膠材等都是手機(jī)觸摸屏的上游原材料，但導(dǎo)電薄膜的成本占到40%以上。原因在于，導(dǎo)電薄膜的主要材料氧化銦錫(ITO)太貴了，這種材料具有良好的透光性和導(dǎo)電性，因此被廣泛應(yīng)用。

ITO的主要成分銦是稀有金屬，全球儲能一共才20噸，非常有限。銦的價格也在近年來節(jié)節(jié)攀升，因此，推動了ITO價格的上漲，使得觸摸屏成本長期居高不下。此外，由于長期依賴進(jìn)口，國內(nèi)觸摸屏產(chǎn)能受到制約。

而石墨烯的誕生，就像一道光線照進(jìn)糾葛的現(xiàn)狀，其獨(dú)有的特性使其成為最有可能取代ITO的材料之一。

中科院物理研究所研究員、納米實驗室N07組課題組組長張廣宇在接受《中國科學(xué)報》采訪時表示，石墨烯的透光率在97%以上，并且能作為電極材料用在手機(jī)之中，透明又導(dǎo)電的特性剛好是制造透明導(dǎo)電膜需要的。“但要想真正實現(xiàn)取代，還有很多問題需要解決?！?

比如，高透明性與高導(dǎo)電性往往是互為相反的性質(zhì)。而ITO這種材料正好處在透明性與導(dǎo)電性微妙的邊緣線上，這一點(diǎn)也使得能夠取代ITO的材料遲遲不能出現(xiàn)。

從理論上而言，石墨烯或許能成為理想的透明導(dǎo)電膜材料，避開這種此消彼長的關(guān)系，但需要確保導(dǎo)電性和摻雜的穩(wěn)定性。即便制備出沒有缺陷的單層石墨烯片，由于其載流子遷移率較高、載流子密度很小，兩者所決定的導(dǎo)電率未必很高，這可能就需要摻進(jìn)提供電子和孔洞的雜質(zhì)，進(jìn)行摻雜加工。

在儲能裝置方面率先應(yīng)用？

獨(dú)有的特性讓石墨烯被看做是神奇的材料，曼徹斯特大學(xué)副校長科林·拜利曾表示：“石墨烯有可能徹底改變數(shù)量龐大的各種應(yīng)用，從智能手機(jī)和超高速寬帶，到藥物輸送和計算機(jī)芯片?！?

事實上，石墨烯在儲能裝置的表現(xiàn)也非常抓人眼球。在今年早些時候，美國加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員就開發(fā)出了一種以石墨烯為基礎(chǔ)的微型超級電容器。外形雖然小巧，但充電速度卻是普通電池的1000倍，將其“甩開N條街”。這意味著可以在數(shù)秒內(nèi)為手機(jī)甚至汽車充電，同時也可以用來制造體積較小的器件。

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所也曾在石墨烯產(chǎn)業(yè)化方面作出過努力。該所動力鋰電池技術(shù)研究團(tuán)隊研究員劉兆平曾對媒體表示，磷酸鐵鋰正極材料是未來電動汽車動力電池的關(guān)鍵材料，但生產(chǎn)技術(shù)此前一直被美國和加拿大的專利所壟斷。

早在2008年開始，劉兆平及其團(tuán)隊就開始了對石墨烯的研究，借助石墨烯和磷酸鐵鋰的融合，動力鋰電池的性能得以提升，終于繞過了外國的專利壁壘。并在兩個重要的應(yīng)用方向發(fā)力，一是石墨烯復(fù)合電極材料，另一個方向是用石墨烯作為動力鋰電池的導(dǎo)電添加劑。

然而，要想在上述這兩個方向上獲得真正應(yīng)用，還需要攻克高質(zhì)量、低成本、規(guī)?；苽涞碾y關(guān)。

產(chǎn)業(yè)化有多遠(yuǎn)

對于石墨烯產(chǎn)業(yè)化的過程，業(yè)界普遍認(rèn)為會相當(dāng)漫長。

采訪的相關(guān)人士也告訴記者，石墨烯的應(yīng)用技術(shù)研究，主要還停留在實驗室階段，而要將實驗室制備技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)鏈條的話，需要考慮生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量和價格都需要一個合理的范圍。

但近年來，涉足石墨烯研究或是專利申請涉及石墨烯的公司如過江之鯽，而這些專利技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化的距離確是相當(dāng)遙遠(yuǎn)的。

碳納米管曾在上世紀(jì)90年代紅火過一陣，但市場反響卻畫不上等號。石墨烯是否也會如此呢?

勒克斯研究所資深評論家、《石墨烯能夠成就下一個硅谷嗎……或者只是另一個碳納米管?》一文的第一作者羅斯·科扎斯基(Ross Kozarsky)就曾談到，“我們已經(jīng)看到，碳納米管之類的納米材料，有著很好的性能，卻不能進(jìn)入市場，為投資者帶來回報。碳納米管的教訓(xùn)是它存在著大量炒作，大公司和小創(chuàng)業(yè)公司投入了大量資金，卻毫無效益”。

三星公司曾與索尼公司合作，投入大量資金，研發(fā)利用石墨烯制造高靈敏度的電子觸摸屏。盡管去年年底，三星推出了相關(guān)柔性顯示器的概念視頻，但正式產(chǎn)品至今沒有蹤影。

懷疑，并未使各國放慢追逐石墨烯的腳步。目前，歐盟委員會已將石墨烯作為“未來新興旗艦技術(shù)項目”，并設(shè)立專項研發(fā)計劃，未來10年內(nèi)撥出10億歐元經(jīng)費(fèi)。英國政府也投資建立國家石墨烯研究所(NGI)，力圖使這種材料在未來幾十年里可以從實驗室進(jìn)入生產(chǎn)線和市場。

“從石墨烯的相關(guān)研究成果來看，顯然這種材料在多個領(lǐng)域都有著不錯的應(yīng)用前景，但這些成果從實驗室變成實際的產(chǎn)品，還需要相當(dāng)長的時間?！睆埣疑f。