对石墨烯知识的了解：石墨烯应用领域及面临的挑战

　　7月8日，东旭光电在钓鱼台举办了石墨烯基锂离子电池产品发布会，推出了世界首款石墨烯基锂离子移动电源—“烯王”。

　　12月1日，华为中央研究院瓦特实验室在第57届日本电池大会上，称在锂离子电池领域实现三个方面的技术突破：

　　- 在电解液中加入特殊添加剂，除去痕量水，避免电解液的高温分解

　　- 电池正极选用改性的大单晶三元材料，提高材料的热稳定性

　　- 采用新型材料石墨烯，可实现锂离子电池与环境间的高效散热

　　那么，什么是石墨烯? 具备哪些优良特性?在哪些领域拥有潜力?需克服哪些挑战?

　　由碳元素组成的一种层状材料，石墨烯具有SP2杂化2D结构

　　就其形成过程来看，石墨烯由层状结构堆叠而成

　　与碳纳米管、ITO比较，石墨烯独特的结构决定其优良的材料特性

　　既然石墨烯这么好，我们来看看它能应用于哪些领域?

　　潜在应用：

　　1、单分子气体侦测

　　石墨烯独特的二维结构使它在传感器领域具有光明的应用前景。巨大的表面积使它对周围的环境非常敏感。即使是一个气体分子吸附或释放都可以检测到。

　　当一个气体分子被吸附于石墨烯表面时，吸附位置会发生电阻的局域变化。石墨烯具有高电导率和低噪声的优良品质，能够侦测这微小的电阻变化。

　　2、导热材料

　　2011年，美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)学者首先报道了垂直排列官能化多层石墨烯三维立体结构在热界面材料中的应用及其超高等效热导率和超低界面热阻。

　　3、太阳能电池

　　南加州大学维特比工程学院的实验室报告高度透明的石墨烯薄膜的化学气相沉积法在2008年的大规模生产。

　　石墨烯的应用领域之广小到原子尺寸，大到飞机火箭等，未来的应用前景更是不可估量。

　　那么，石墨烯作为当下的“新材料之王”，目前存在的主要挑战有哪些?

　　制备工艺方面：

　　如何在基本特定位置制备无缺陷、无杂质、任意成熟的石墨烯•如何改进CVD或开发新制备工艺大面积制备石墨烯•如何实现石墨烯工业标准化生产

　　应用方面：

　　- 如何通过高精度掺杂有效调控其电学特性，进而实现石墨烯应用领域的拓展

　　- 如何找到石墨烯具有代表性的应用领域，快速推进商品化

　　石墨烯的问世不过短短的十余年光景，但它俨然已成为众多领域的研究热点。石墨烯将如何引领下一个颠覆的时代，把研究重任托付给科学家，做为消费者，我们期待期待石墨烯的绽放!