21世纪的颠覆性新材料--石墨烯将应用于哪些行业？

忘掉硅和塑料吧，他们将被一种完美的新材料--石墨烯替代。2006年从石墨中分离出来后，石墨烯就开始了它的传奇之旅。作为已经发现的强度最高的物质，石墨烯还兼具高导电性、和透明性，它被誉为完美的原子晶体。

石墨烯的碳原子和共价键共同形成原子网格状二维单层晶体，要形象点说，看起来就是一个又一个正六边形织成的网。由于石墨烯的碳原子连接非常柔韧，这使得石墨烯受到外力挤压时会弯曲变形，但碳原子并不会重新排列，结构十分稳定。稳定的结构使得石墨烯的电子阻力非常小，因此石墨烯兼具高韧度和超导电特性。

石墨烯被视为21世纪的材料，那么石墨烯将应用到哪些产业上呢?

超高速晶体管

去年6月时，华为总裁任正非接受采访时曾经谈到，这个时代最大颠覆将是石墨烯颠覆硅时代。众所周知，二次世界大战之后，科学家尝试用单晶硅制作半导体，使得信号传输的效率大为提高，信息革命因此到来，但新的信息革命将由石墨烯书写。

由于电子能在石墨烯平面上畅通无阻，因此以石墨烯为基础材料的超高速晶体管，其电子迁移速率将是传统半导体硅材料的数十至百倍。美国的IBM公司曾在2008年开发出第一个石墨烯晶体管，并在2010时将石墨烯晶体管的速率提高到栅长240nm、截止频率230GHz。很快，IBM公司迎来了竞争者，韩国的三星公司、日本的富士通研究所、美国的波音公司和通用公司加入研发队伍。不过，目前世界上速率最快的石墨烯晶体管却是高校而非企业研发的，2010年，美国的加州大学洛杉矶分校研发出栅长为144nm、截止频率为300GHz的石墨烯FET。

触摸面板

触摸面板广泛应用于液晶一体型电脑、笔记本电脑、平板终端和手机上。传统触摸面板的原材料一般由固态透明光学胶、固态透明光学胶、紫外线硬化树酯等构成。但极具透明性和韧性的石墨烯将引发触摸面板的变革。

2011年，日本产业技术综合研究所曾在展会上展出研发产品--石墨烯薄膜的B6尺寸的触摸面板。该触摸面板的光透射率达到90%，在传统触摸面板的基础上提升了10%。目前国内也研发出以石墨烯为原材料的触摸面板。

新能源电池的透明导电膜

石墨烯可以大幅度的增加电池的容量，因此它是太阳能电池、锂电池、超级电容透明导电膜的理想选择。科学家恩已经发现，石墨烯除了能代替现有电池的储能材料外，还能制造出性能优异的太阳能电池。

美国麻省理工学院的研究人员在柔性石墨烯片上涂复纳米线，就可以生产出低成本、柔性极佳的太阳能电池。这将是未来生产廉价耐用太阳能电池的最可行方式。现有的导电薄膜多以铟锡氧化物(ITO)为原材料，因此石墨烯也被认为是替代ITO的新材料。

除了上述三大领域之外，石墨烯还可应用在散热膜、散热复合材料的使用上;科学家们已经尝试用活性层材料采用石墨烯以震荡光波，未来发光元件也有可能用石墨烯制作。不过，由于石墨烯研发历史还太短，普遍认为距离技术成熟至少还需5到10年时间。