英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆，是世界上最早成功剝離出單層石墨烯的科學(xué)家之一，并獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，因此又有“石墨烯之父”之稱。

安德烈·海姆日前對(duì)筆者說(shuō)：“一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)新材料從實(shí)驗(yàn)室走到產(chǎn)業(yè)化需要40年左右的時(shí)間，但是石墨烯只用了不到10年。這是因?yàn)槭┯泻芏鄡?yōu)秀的特性，它的堅(jiān)硬程度、導(dǎo)電導(dǎo)熱性等等，讓石墨烯成為了從學(xué)術(shù)研究轉(zhuǎn)化到實(shí)際應(yīng)用最快的材料?！?br/>
安德烈·海姆說(shuō)：“中國(guó)在石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面起著引領(lǐng)世界的作用，中國(guó)做的已經(jīng)超出了我的想象。”

石墨烯為生活用品“升級(jí)”

人類(lèi)生活方式的變革，與新材料的發(fā)明發(fā)現(xiàn)有著密切的關(guān)系。傳說(shuō)中，3000多年前，腓尼基人在海灘上燒火，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了玻璃。通過(guò)玻璃制成的透鏡，荷蘭科學(xué)家列文虎克發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌，開(kāi)啟了微生物學(xué)的征程。1939年的紐約世博會(huì)上，人們首次看到了由杜邦公司制造的尼龍——世界上第一種全部由人工合成的纖維，如今，尼龍被廣泛應(yīng)用于纖維織物、家居裝飾用品、體育用品、樂(lè)器的弦和汽車(chē)零部件中。

如今，石墨烯可以算是新世紀(jì)有望再次顛覆人類(lèi)社會(huì)生活的新材料。它早已走出了實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始了如火如荼的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；它不僅能在諸如超級(jí)計(jì)算機(jī)等高科技領(lǐng)域?yàn)槿祟?lèi)帶來(lái)福音，也能夠?yàn)槲覀兊娜粘Ｉ钣闷犯聯(lián)Q代。

更重要的是，石墨烯為我們打開(kāi)了一扇認(rèn)識(shí)二維材料的大門(mén)。“隨著研究的深入，我們發(fā)現(xiàn)石墨烯并不是單一的，它有很多兄弟姐妹，在結(jié)構(gòu)上和石墨烯很相似，有不同的作用?！焙Ｄ氛f(shuō)，“石墨烯給了我們一個(gè)寬泛的概念，其他一些類(lèi)石墨烯的材料也不一定用碳制成。就如同我們說(shuō)‘木材’，我們沒(méi)有特指一種樹(shù)木。對(duì)石墨烯的研究正是讓我們看到，許許多多像石墨烯這樣的二維材料，我們面前的路還很長(zhǎng)?！?br/>
有人將石墨烯形象地稱為“工業(yè)味精”，即在一些傳統(tǒng)產(chǎn)品中加入石墨烯成分，就可以將原有產(chǎn)品的性能、使用壽命等大大提升。

冷靜一下，石墨烯尚未完美

我們也必須看到，石墨烯距離真正、廣泛的市場(chǎng)化應(yīng)用還有很大發(fā)展空間。根據(jù)石墨烯導(dǎo)熱、導(dǎo)電等特性，目前推向市場(chǎng)上的產(chǎn)品以電池、充電寶、加熱器材等為主，出現(xiàn)了一些趨同化傾向；諸如海水淡化膜等工業(yè)化應(yīng)用尚處在試驗(yàn)階段。

而一直被給予“引領(lǐng)人們從硅時(shí)代走向碳時(shí)代”厚望的石墨烯，在制作晶體管的探索中，也面臨著一系列問(wèn)題。例如，晶體管的一個(gè)必要屬性叫做“帶隙”，它是電路呈現(xiàn)出“開(kāi)”“關(guān)”兩種狀態(tài)的關(guān)鍵所在。而石墨烯的導(dǎo)電性太好，不存在帶隙，也就無(wú)法直接應(yīng)用在晶體管上。如何在不影響石墨烯其他特性的前提下，為石墨烯加入帶隙，是石墨烯能否真正取代硅，開(kāi)啟超級(jí)計(jì)算機(jī)新時(shí)代的關(guān)鍵所在。

不過(guò)，正如安德烈·海姆所言，我們需要有足夠的耐心，給石墨烯足夠的時(shí)間。石墨烯從實(shí)驗(yàn)室制備到目前的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程只有不到十年的時(shí)間，這對(duì)于一個(gè)新材料而言，可以說(shuō)僅是度過(guò)了“嬰兒期”，未來(lái)還有無(wú)限的可能性。

然而，這無(wú)法撼動(dòng)石墨烯作為頗具革命性的新材料的地位。很多國(guó)家也正是看到了石墨烯的巨大潛力，出臺(tái)了多種政策，支持石墨烯的研發(fā)。例如，2002—2013年間，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)關(guān)于石墨烯的資助項(xiàng)目有近500項(xiàng)；歐盟委員會(huì)2013年將石墨烯列為“未來(lái)新興技術(shù)旗艦項(xiàng)目”之一，該項(xiàng)目將獲得10年內(nèi)共計(jì)10億歐元的資金支持；韓國(guó)于2013年公布了2014—2018年產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略，推動(dòng)石墨烯材料與零組件的商用化。

2015年，國(guó)家發(fā)改委、工信部和科技部三部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見(jiàn)》，明確提出將石墨烯打造為先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，到2018年建立起石墨烯材料制備、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)良性互動(dòng)的基本體系，到2020年形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系。

材者，凡可用之具皆曰材；料者，量也。石墨烯之于材料，正如同《說(shuō)文解字》中的解釋。它來(lái)源于常見(jiàn)的石墨，因取量之小，剝離出單層結(jié)構(gòu)而名石墨烯；又因處處可用而大放光彩。毋庸置疑，石墨烯的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。