石墨烯是一种单原子厚的碳同素异形体，具有难以置信的灵活性、强度和重量。由于它的单原子厚度，它是一种二维材料。这些特性使该材料成为广泛应用的理想材料，可能会给几个行业带来潜在的变革。石墨烯首次生产于2004年，其潜在用途似乎几乎是无限的，但所有新技术都面临市场挑战。这种材料的实际开发可能需要很多年的时间，还需要确定石墨烯基产品的商业化生产方式。例如，石墨烯商业化应用的主要障碍之一是材料成本相对较高。然而，市场上已经有一些非常有趣的基于石墨烯的产品，例如电源组、灯泡和使用石墨烯增强碳纤维的自行车。石墨和石墨烯的生产方法如果不是对石墨这种最著名的碳形式进行开创性的研究，石墨烯的潜力可能还没有被认识到。石墨本质上是由石墨烯层层叠加而成，形成三维结构。从另一方面来看，石墨烯基本上是单层石墨。2020年，全球石墨总产量估计为110万公吨。石墨储量远高于年产量，截至2020年，全世界石墨储量为3.2亿公吨。生产石墨烯的方法有多种；有些比其他的更具技术性。一种方法是在非常高的温度下加热铜并引入甲烷，从而使石墨烯在铜的两侧生长。2004年，曼彻斯特大学的两位研究人员——安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃塞洛夫——在最初分离出第一个二维材料时，使用了一种更简单的方法。用胶带从石墨中提取薄片碳。研究人员反复剥皮，直到薄片变得如此薄，以至于必须使用专业设备来确定薄片中单个石墨烯层的数量。快进到2021，仅在美国就有近60家碳纤维和石墨烯制造企业。截至2021 5月，加拿大公司NanoXplore的市值为4.28亿美国，在全球石墨烯生产商中处于领先地位。该公司专门开发基于石墨烯的配方，可用于改善热塑性和热固性聚合物等材料的性能，并生产由六到十个原子层组成的石墨烯粉末。石墨烯的潜力是什么？石墨烯的一系列独特性质——特别薄、轻、强，以及优良的导热和导电性能——意味着这种材料可能对许多行业产生重大影响。石墨烯的一些主要应用已经在塑料、复合材料和电子产品中使用，包括储能。石墨烯的主要商业形式包括功能化石墨烯和氧化石墨烯等。展望未来，随着石墨烯价格和可用性的提高，预计石墨烯对各种行业的影响将以令人兴奋的方式扩大和发展。例如，石墨烯可以开启新一波超高速、超轻智能手机或可穿戴设备。