科學家發現32億年前的天然石墨烯 2023石墨烯行業發展調研

• 黃文玉 2023年7月20日 來源：互聯網 866 53
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石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

2023年7月18日，據英國《新科學家》雜志網站報道，日本科學家在南非一座地下金礦里的32億年歷史的巖石內，首次發現了天然形成的石墨烯。這種石墨烯似乎在溫度低于300攝氏度的情況下，在南非富含黃金的巴伯頓綠巖帶形成。團隊計劃開展進一步分析，以確定包含石墨烯結構的具體情況。此次發現將有助科學家們研發出更節能的生產這種材料的方法，以廣泛應用于電子等諸多領域。相關論文已在法國里昂舉行的戈爾德施密特地球化學大會上提交。

石墨烯(Graphene)是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產方法為化學氣相沉積法(CVD)。

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。按層數，它可分為單層石墨烯、雙層石墨烯和多層石墨烯。按被功能化形式，常見的有氧化石墨烯、氫化石墨烯、氟化石墨烯等等。按外在形態，有片、膜、量子點、納米帶或三維狀等等。

石墨烯行業產業鏈上游為石墨原材料的供應環節;中游為石墨烯生產供應環節，主要產品包括石墨烯粉體和石墨烯薄膜;下游應用于新能源電池、導電劑、涂料、超級電容、傳感器等領域。

中國石墨烯行業發展現狀分析

當前國內對石墨烯材料的應用，主要集中在2大領域：一類是將石墨烯作為添加劑應用在已有產品中，用以改良和提升產品性能，比如添加石墨烯散熱涂層的LED燈、石墨烯暖墻、石墨烯地板、石墨烯防腐涂料、石墨烯內暖纖維制成的服裝、石墨烯防靜電輪胎、加熱片、石墨烯動力電池等產品;另一類是將石墨烯薄膜用于加熱膜、智能手環、觸摸屏、遠紅外理療產品等。

石墨烯在防腐涂料、復合材料、生物傳感器等領域的應用也占額較多且備受關注，節能環保和電子信息柔性顯示領域也有一定的涉及，但相對來說規模仍較小。具體來看，我國石墨烯下游應用占比前三的領域分別為新能源、防腐涂料及生物傳感器，占比分別為71.5%、11.4%和7.1%。

目前國內石墨烯全產業鏈布局已經初見雛形，基本覆蓋了從制備及應用研究到石墨烯產品生產，直至下游應用的全環節。初步形成以北京為核心，東部沿海地區產業帶和內蒙-黑龍江地區產業帶為集聚區，多地點狀分布式的產業發展格局。其中材料制備領域相關企業約300多家，產品以石墨烯粉體和薄膜兩類材料為主，并且基本實現量產;應用領域相關企業超過600多家，覆蓋了防腐涂料、熱管理材料、儲能、電子顯示、大健康等多個領域。此外，還有一些技術服務、銷售、投資、檢測等企業，進一步完善了石墨烯全產業鏈體系。

目前市場化的石墨烯材料主要包括石墨烯粉體和石墨烯薄膜兩大類。目前國內石墨烯年產能維持在3000噸左右，而需求量僅為一百余噸，在汽車、紡織、軍工等方面實現了應用了商業化的應用。石墨烯的應用市場還有著進一步開發的空間，石墨烯的前景十分廣闊。

中國石墨烯主要生產企業

從生產角度看，我國豐富的石墨資源為石墨烯產業發展提供了堅實的資源基礎。我國石墨資源基礎儲量占世界總儲量的24%左右，中國石墨的產量也位居世界前列，我國目前已查明晶質石墨儲量5500萬噸，位于世界前列。其中國內石墨儲量47%分布在黑龍江，19%分布在內蒙古。

在新材料“十二五規劃”中首次提出支持石墨烯發展開始，國內關于促進石墨烯發展的政策頻頻出臺，在各界人士逐漸認識并認可石墨烯的廣大應用前景后，支持石墨烯的相關政策在近幾年愈演愈烈。成為引領新材料發展的重點布局方向，各地政策也紛紛露出水面。

石墨烯在全國范圍內正呈現出蓬勃發展之勢。目前中國已經基本形成以長三角、珠三角和京津冀魯區域為聚合區，多地分布式發展的石墨烯產業格局。我國石墨烯產業化勢頭強勁，多個具有石墨烯特色的產業創新中心已露雛形。尤其是長三角地區，“東方碳谷”常州因其石墨烯相關產業的高度集聚而備受關注，寧波有中科院寧波材料所作為支撐，外加上海高校與科研院扎實的科研能力，三地之間協同發展、優勢互補，石墨烯生產制備技術不斷取得突破，應用產業化步伐迅速。我國石墨烯行業相關企業注冊量于2019-2021年呈增長趨勢，2021年企業注冊量為13665家，較前年上升了5830家。截止至9月23日，2022年新增企業注冊量為11668家。

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