石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。按层数，它可分为单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯。按被功能化形式，常见的有氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等等。按外在形态，有片、膜、量子点、纳米带或三维状等等。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。 英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。

(资料图片仅供参考)

根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国石墨烯行业市场深度调研及投资战略研究报告》显示：

实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。

当前国内对石墨烯材料的应用，主要集中在2大领域：一类是将石墨烯作为添加剂应用在已有产品中，用以改良和提升产品性能，比如添加石墨烯散热涂层的LED灯、石墨烯暖墙、石墨烯地板、石墨烯防腐涂料、石墨烯内暖纤维制成的服装、石墨烯防静电轮胎、加热片、石墨烯动力电池等产品;另一类是将石墨烯薄膜用于加热膜、智能手环、触摸屏、远红外理疗产品等。

中国石墨烯行业发展现状

目前国内石墨烯全产业链布局已经初见雏形，基本覆盖了从制备及应用研究到石墨烯产品生产，直至下游应用的全环节。初步形成以北京为核心，东部沿海地区产业带和内蒙-黑龙江地区产业带为集聚区，多地点状分布式的产业发展格局。

其中材料制备领域相关企业约300多家，产品以石墨烯粉体和薄膜两类材料为主，并且基本实现量产;应用领域相关企业超过600多家，覆盖了防腐涂料、热管理材料、储能、电子显示、大健康等多个领域。此外，还有一些技术服务、销售、投资、检测等企业，进一步完善了石墨烯全产业链体系。

目前市场化的石墨烯材料主要包括石墨烯粉体和石墨烯薄膜两大类。目前国内石墨烯年产能维持在3000吨左右，而需求量仅为一百余吨，在汽车、纺织、军工等方面实现了应用了商业化的应用。石墨烯的应用市场还有着进一步开发的空间，石墨烯的前景十分广阔。

中国石墨烯主要生产区域及企业分析

从生产角度看，我国丰富的石墨资源为石墨烯产业发展提供了坚实的资源基础。我国石墨资源基础储量占世界总储量的24%左右，中国石墨的产量也位居世界前列，我国目前已查明晶质石墨储量5500万吨，位于世界前列。其中国内石墨储量47%分布在黑龙江，19%分布在内蒙古。

石墨烯在全国范围内正呈现出蓬勃发展之势。目前中国已经基本形成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为聚合区，多地分布式发展的石墨烯产业格局。我国石墨烯产业化势头强劲，多个具有石墨烯特色的产业创新中心已露雏形。尤其是长三角地区，“东方碳谷”常州因其石墨烯相关产业的高度集聚而备受关注，宁波有中科院宁波材料所作为支撑，外加上海高校与科研院扎实的科研能力，三地之间协同发展、优势互补，石墨烯生产制备技术不断取得突破，应用产业化步伐迅速。

我国石墨烯行业相关企业注册量于2019-2021年呈增长趋势，2021年企业注册量为13665家，较前年上升了5830家。截止至9月23日，2022年新增企业注册量为11668家。

石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可达0.25TPa。 由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

2021年10月31日，“2021中国福建(永安)石墨烯创新创业大赛暨项目成果对接会”闭幕。会上，工信部赛迪研究院发布了《中国石墨烯产业发展竞争力指数(2021)》。

随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。

石墨烯的研究与应用开发持续升温，石墨和石墨烯有关的材料广泛应用在电池电极材料、半导体器件、透明显示屏、传感器、电容器、晶体管等方面。鉴于石墨烯材料优异的性能及其潜在的应用价值，在化学、材料、物理、生物、环境、能源等众多学科领域已取得了一系列重要进展。研究者们致力于在不同领域尝试不同方法以求制备高质量、大面积石墨烯材料。并通过对石墨烯制备工艺的不断优化和改进，降低石墨烯制备成本使其优异的材料性能得到更广泛的应用，并逐步走向产业化。

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