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 自從2010年曼徹斯特大學(xué)的安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫發(fā)現(xiàn)石墨烯這種新型材料后，石墨烯這幾年可以說是賺夠了風(fēng)頭，在電池能源行業(yè)、生物材料以及傳感器等行業(yè)無數(shù)研究人員為其折腰，相關(guān)企業(yè)數(shù)量也是如雨后春筍般瘋狂增長。

火熱的浪潮雖然依舊強(qiáng)勢，但是石墨烯粉末的質(zhì)量卻讓人擔(dān)憂。近日，新加坡國立大學(xué)研究人員在材料學(xué)頂級期刊Advanced Materials上發(fā)文表示，利用他們最新研究的石墨烯產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)，在檢測來自美洲、亞洲和歐洲60余家供貨商的石墨烯樣品時(shí)發(fā)現(xiàn)，大部分石墨烯片含量不到10％，幾乎全是未剝離的石墨粉末，并且污染較多，這可能是加工過程中產(chǎn)生的雜志。石墨烯材料目前主要的應(yīng)用還是依賴于從石墨烯片，這些石墨烯片是需要從石墨中剝離出來的，這些“假石墨烯”造成了石墨烯市場參差不齊的現(xiàn)狀。

石墨烯主要是由碳原子以sp2雜化軌道組成的單層碳納米二維材料，它有著十分優(yōu)秀的光學(xué)、熱學(xué)、導(dǎo)電能力以及強(qiáng)度等性能。隨著石墨烯的研究更加深入，研究人員發(fā)現(xiàn)雙層以及多層的石墨烯性能更加優(yōu)秀，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織IOS認(rèn)定當(dāng)組成石墨烯的碳原子層數(shù)量不多于10層時(shí)，才能稱之為石墨烯。最近，也有一些國際機(jī)構(gòu)對這種標(biāo)準(zhǔn)提出了質(zhì)疑。

性能優(yōu)良，卻難以大批量生產(chǎn)

石墨烯性能雖然優(yōu)良，但是批量生產(chǎn)存在很大問題。其實(shí)，生產(chǎn)單層石墨烯已經(jīng)不是什么新鮮事了，不過當(dāng)然不是利用安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫的 “撕膠帶法”，而是采用了目前最為成熟的在銅箔基底上“化學(xué)氣相沉積法（CVD）”。但是在工業(yè)制造和商品化的角度來看的話，這種方法成本較高，并且相關(guān)工藝還需要優(yōu)化，所以大規(guī)模生產(chǎn)可能還需時(shí)日。

從技術(shù)角度來看，目前CVD設(shè)備內(nèi)的模具空間尺寸受限，對于單層石墨烯的連續(xù)制備捉襟見肘。即使CVD設(shè)備內(nèi)的空間尺寸足夠大，在工藝上控制石墨烯表面質(zhì)量完好、不破損也是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。另外，如果能夠生產(chǎn)出大面積質(zhì)量完好的石墨烯，它也不能單獨(dú)使用。因?yàn)榇竺娣e的石墨烯比較薄，容易破損，必須要用在一些電子產(chǎn)品和元器件中。這種特性也在一定程度上限制了石墨烯的制備。

石墨烯與其他材料復(fù)合困難

研究人員在實(shí)驗(yàn)室中研究石墨烯時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)制約石墨烯大規(guī)模應(yīng)用的因素，石墨烯十分頑固，很難在基體和其他材料中分散。首先，正如上文提到的片狀石墨烯很薄，在與其他材料加工復(fù)合過程中，如果產(chǎn)生高溫、高壓等條件，石墨烯非常容易產(chǎn)生皺褶、變形等現(xiàn)象，破壞了片狀石墨烯的結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料達(dá)不到所需要的性能。

另外，單層石墨烯之間的范德華力（分子間作用力）很大，復(fù)合所用的材料很難將其打開，參考獲得諾貝爾獎(jiǎng)的機(jī)械剝離法中所用的石墨是有多層的石墨烯組成的，所以增加石墨烯層數(shù)能夠很好地降低層與層之間的范德華力，但是層數(shù)增加到十層以上的話，也很難體現(xiàn)出石墨烯的改性作用。

還有一點(diǎn)需要考慮的是，由于碳碳原子緊密堆積，缺少活潑的官能團(tuán)，石墨烯表現(xiàn)出很強(qiáng)的化學(xué)惰性。

檢測、認(rèn)證體系尤為重要

那么在生產(chǎn)制備優(yōu)質(zhì)的石墨烯以及相關(guān)的復(fù)合材料較難的情況下，利用相關(guān)政策來控制石墨烯市場的標(biāo)準(zhǔn)十分重要。據(jù)悉，我國石墨礦儲量占到了全球總量的75％，產(chǎn)能達(dá)到了世界總量的72％，在作為資源大國和制造業(yè)大國的同時(shí)，我們必須要關(guān)心石墨烯的產(chǎn)出質(zhì)量。早在一年前，中國的石墨烯企業(yè)有很大一批都出現(xiàn)了產(chǎn)能過剩，賣不出去的情況。

大型的研究機(jī)構(gòu)和像蘋果、三星這些國際性大公司在石墨烯領(lǐng)域還在申請專利和相關(guān)研究階段，在很大程度上，很多石墨烯相關(guān)企業(yè)股市的瘋漲也是炒起來的，泡沫成分比較多。完善認(rèn)證體系控制上、游企業(yè)顯得更加重要，另外，目前的檢測手段主要集中在石墨烯的含量檢測上，而對于石墨烯及其產(chǎn)品功能的檢測手段十分匱乏，這也是亟待解決的問題之一。