石墨烯需在制備與應用領域持續突破
【化工儀器網 項目成果】 石墨烯，這個被譽為“未來材料”的神奇物質，自2004年由安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功制備以來，就以其獨特的物理化學性質和廣泛的應用前景，引起了全球科研界的廣泛關注。然而，盡管石墨烯的研究取得了一些重要的突破，但在其制備和應用方面，我們仍然面臨著許多挑戰。因此，我們必須在石墨烯的制備與應用領域持續突破，以實現其真正的潛力。
在日前舉辦的第二十五屆中國國際高新技術成果交易會上，全球首個產業化應用的二維石墨烯材料亮相。石墨烯被認為是“會改變世界的材料”。它是目前世界上已知最薄、最堅硬、導電性和導熱性最好的材料。這種既透明輕薄同時又具有超強韌度的二維材料，已經成為當下材料科學領域的“明星”。
大批量、低成本生產高質量的石墨烯材料，是其實現產業化應用的前提。但顯然“用膠帶撕下來”的剝離法并不適用于石墨烯材料規模化制備與生產。
目前，最常用的石墨烯制備方法是化學氣相沉積法，但這種方法需要高溫和高壓的條件，且產量低、成本高。此外，這種方法制備出的石墨烯質量參差不齊，難以滿足不同應用的需求。
其次，石墨烯的應用也是一個亟待解決的問題。2010年至今，石墨烯材料的應用都是以粉體材料為主，用作電熱產品、導電添加劑、防腐涂料等。
雖然石墨烯在電子、光電、能源、生物醫學等領域都有廣泛的應用前景，但由于其制備困難、成本高昂等問題，這些應用還處于初級階段。例如，石墨烯在電子設備中的應用，由于其優異的導電性和導熱性，可以大大提高設備的性能。但是，由于石墨烯的制備成本高，使得其在電子設備中的應用受到限制。
為了解決這些問題，我們需要在石墨烯的制備與應用領域持續突破。在制備方面，我們可以從兩個方面進行努力：一是開發新的制備方法，如液相剝離法、微波輔助法等，以提高石墨烯的產量和質量；二是優化現有的制備方法，如改進化學氣相沉積法的條件，以降低石墨烯的制備成本。
在應用方面，我們可以通過以下幾個途徑來推動石墨烯的應用：一是加大研發投入，提高石墨烯的生產效率和降低成本；二是加強跨學科的合作，將石墨烯與其他材料或技術結合，開發出新的應用；三是加強政策支持，為石墨烯的研究和應用提供良好的環境。
總的來說，石墨烯的制備與應用是一個復雜而艱巨的任務，需要我們在理論和實踐上不斷探索和突破。未來10年值得期待的是一維石墨烯纖維材料，它有望用作散熱膜、功能纖維、結構增強纖維，甚至超級導線等。只有這樣，我們才能真正實現石墨烯的潛力，推動科技進步，造福人類社會。
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