石墨烯是迄今为止自然界唯一厚度最薄、硬度最高、导热导电性能最好的新材料。目前,石墨烯已在智能穿戴、新能源电池、电子元器件等多个领域推广试用。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯的厚度仅为头发丝的20万分之一,强度却是钢的200倍,也是世界上已知最薄最轻最强的材料,石墨素有“黑金”之称,而石墨烯以石墨为原料,具有导热系数高、电阻率低、电子迁移率高、高机械强度等特点,被广泛应用于电子、航天、军工、节能环保等领域,因此被誉为“新材料之王”。
实际上的石墨烯本来就存在于自然界,只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。中国在石墨烯研究上也具有独特的优势,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。以国家石墨烯创新中心依托的宁波石墨烯创新中心为例,目前已在石墨烯微片的高效分散、稳定的水性浆料制备、石墨烯浆料快速印刷及涂布等多个关键共性技术上取得突破。