關于石墨烯的炒作，每隔一段時間便會涌動一次。事實上，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化道路還遠未實現(xiàn)。但不可否認的是，這種發(fā)現(xiàn)于膠帶剝離的材料，有著多種獨特的屬性，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的科研人員的一項研究成果讓網(wǎng)媒爭相轉載。這項成果和石墨烯相關，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)生深遠影響……”

關于石墨烯的炒作，每隔一段時間便會涌動一次。事實上，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化道路還遠未實現(xiàn)。但不可否認的是，這種發(fā)現(xiàn)于膠帶剝離的材料，有著多種獨特的屬性，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)異的物理化學性能被廣泛應用于電子、信息、能源、航空、航天等多個領域的研究。

正因為這些獨有的特點，石墨烯被期待用來開發(fā)更薄、導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。

“南洋理工大學的這項成果，可能被媒體誤讀了?！北本┐髮W物理學院光學所教授張家森在接受《中國科學報》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，相關的技術和指標都已在接近極限。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。這一點會讓石墨烯成為包括夜視儀和天文望遠鏡等設備的重要制備材料之一。

或將與手指親密“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之中，與手指親密“接觸”。觸摸屏用透明導電膜是石墨烯最接近實用化的應用實例之一。

導電薄膜、導電玻璃、油墨膠材等都是手機觸摸屏的上游原材料，但導電薄膜的成本占到40%以上。原因在于，導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電性，因此被廣泛應用。

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，就像一道光線照進糾葛的現(xiàn)狀，其獨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之中，透明又導電的特性剛好是制造透明導電膜需要的?！暗胝嬲龑崿F(xiàn)取代，還有很多問題需要解決?！?

比如，高透明性與高導電性往往是互為相反的性質。而ITO這種材料正好處在透明性與導電性微妙的邊緣線上，這一點也使得能夠取代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電膜材料，避開這種此消彼長的關系，但需要確保導電性和摻雜的穩(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，兩者所決定的導電率未必很高，這可能就需要摻進提供電子和孔洞的雜質，進行摻雜加工。

在儲能裝置方面率先應用？

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

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。

中國科學院寧波材料技術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研究團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鍵材料，但生產(chǎn)技術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。并在兩個重要的應用方向發(fā)力，一是石墨烯復合電極材料，另一個方向是用石墨烯作為動力鋰電池的導電添加劑。

然而，要想在上述這兩個方向上獲得真正應用，還需要攻克高質量、低成本、規(guī)模化制備的難關。

產(chǎn)業(yè)化有多遠

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

采訪的相關人士也告訴記者，石墨烯的應用技術研究，主要還停留在實驗室階段，而要將實驗室制備技術轉化為產(chǎn)業(yè)鏈條的話，需要考慮生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質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，而這些專利技術與產(chǎn)業(yè)化的距離確是相當遙遠的。

碳納米管曾在上世紀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，卻不能進入市場，為投資者帶來回報。碳納米管的教訓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“未來新興旗艦技術項目”，并設立專項研發(fā)計劃，未來10年內(nèi)撥出10億歐元經(jīng)費。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入生產(chǎn)線和市場。

“從石墨烯的相關研究成果來看，顯然這種材料在多個領域都有著不錯的應用前景，但這些成果從實驗室變成實際的產(chǎn)品，還需要相當長的時間。”張家森說。