1.5 石墨烯材料的应用领域

石墨烯作为新材料界的新星，从2004年到现在，短短的十余年间，获得了广泛的关注，并在产业应用领域取得了飞速的发展。全球石墨烯研发竞争日趋激烈，中国、美国、韩国、日本等主要的技术原创国家已逐渐形成技术优势和竞争格局。石墨烯相关研究已从材料力学及电子学性能等的基础研究延伸至电池、电容器、半导体、传感器件、高分子纳米复合材料等应用领域，未来的应用领域还将不断拓展，市场发展前景可期。

在能源领域，石墨烯在储能材料、电极材料、导热材料等方面展现出良好的应用前景；在生物医药领域，石墨烯在生物传感器、医学功能材料等方面有着巨大的发展潜力；在电子学应用领域，石墨烯在智能电子中具有很高的应用价值；同时，石墨烯给现有的半导体工业注入了新的活力。石墨烯的研发已呈现出良好的应用前景，但仍需在制备方法和工艺上进行新的突破，以实现石墨烯的产业化应用，引领新时代多领域新材料的变革。

石墨烯和其他材料制成的纳米复合材料在能源、生物医药、电子学等诸多领域有着广泛应用，这对石墨烯的低成本绿色制备、高质量精细结构调控及多级次多功能组装与集成提出了越来越高的要求。制备工艺将呈现出多元化发展趋势，对制备方法进行研发、改进和优化将成为研究的热点，以提高并最大限度地发挥石墨烯各方面的优异性能。

随着石墨烯的优异性能和潜在价值被逐步挖掘，应用产业也不断革新。一方面，利用石墨烯的超高强度、优良的导热性能可对传统材料进行改性，从而提升传统材料的相关性能，如防腐涂料的强度和服役时间、改性橡胶的耐磨性和导热性、改性塑料的抗静电能力等；另一方面，利用石墨烯的超薄、超轻、透明、可折叠和优良的导电性能开发可穿戴产品，如柔性可弯曲屏、传感器、储能材料等。

在产业化技术方面，石墨烯环保涂料、石墨烯射频识别（radio frequency identification,RFID）、石墨烯手机导热膜、智能穿戴等产品已实现产业化突破。表1-4展示了石墨烯的应用领域。