不知道是否在2019年，有看到我國工信部印發(fā)了《關(guān)于組織開展2019年度工業(yè)強(qiáng)基工程重點(diǎn)產(chǎn)品、工藝“一條龍”應(yīng)用計劃工作的通知》，這通知里面其中明確選擇石墨烯“一條龍”應(yīng)用計劃，包括石墨烯儲能正極材料、石墨烯鋁合金電纜相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈與鋰電池相關(guān)項目。

如今已是2020年，近年來，無論是高強(qiáng)度塑料、紡織纖維材料，還是柔性電子產(chǎn)品、石墨烯電池、傳感器產(chǎn)品，以及對重金屬污水的凈化、在萃取技術(shù)中的應(yīng)用等，石墨烯及石墨烯材料應(yīng)用范圍愈加廣泛。因其優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)特性，石墨烯在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是最有可能取代硅的新型材料，已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

據(jù)理解，2004年研究學(xué)者將石墨烯從石墨中分離出來，并證實(shí)其可以以二維單層片狀結(jié)構(gòu)不存在。經(jīng)過進(jìn)一步的研究分析，單層石墨烯可以在空氣或真空中，在微型支架上構(gòu)成一種褶皺結(jié)構(gòu)，而且該結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)了石墨烯的熱波動，維持了結(jié)構(gòu)平穩(wěn)。該類似結(jié)構(gòu)使得石墨烯不具備了出色的化學(xué)與物理性能，如低導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性。

但自石墨烯被找到以來，由于其制作工藝所需的苛刻條件和便宜的原料成本，其價格一直居高不下（每噸6.7～20萬美元），而高質(zhì)量石墨烯無論單層還是多層的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)和制備都價格不菲。這對于生產(chǎn)發(fā)光二極管等小型器件來說問題并不大，但對于大規(guī)模應(yīng)用于而言成本將大幅提高。而低產(chǎn)量的生產(chǎn)方法，如從大塊礦物石墨中擠壓石墨烯，則不會產(chǎn)生多達(dá)50層的石墨烯片，這對大多數(shù)應(yīng)用于來說并不理想。

因此，石墨烯的大量應(yīng)用于須要創(chuàng)建在石墨烯需要低成本、大尺寸與工業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上。雖然石墨烯的制取方法與技術(shù)掌控（如機(jī)械擠壓法、化學(xué)氣相沉積法、液相擠壓法、外延生長法、切割成碳管法等）日漸成熟期，但仍不存在產(chǎn)物雜質(zhì)低、缺失大、可加工性劣等問題，生產(chǎn)工藝仍須要不斷改進(jìn)與完備。

近日，美國萊斯大學(xué)研究人員在《自然》上聲稱，可以將從食物殘渣到汽車原有輪胎的任何含碳液體轉(zhuǎn)化成儲能材料石墨烯。現(xiàn)有技術(shù)不能生產(chǎn)極少量的“極致”石墨烯，而在實(shí)驗室里這種新方法已經(jīng)可以每天生產(chǎn)出有幾克近乎完整的石墨烯，研究人員正在進(jìn)一步不斷擴(kuò)大其生產(chǎn)能力至每天數(shù)公斤。

早在2014年，萊斯大學(xué)研究人員找到，可以用激光擊退一種叫作炭黑的無定形碳，從而生產(chǎn)出有一種只有幾層薄的純石墨烯。一段時間的脈沖將碳冷卻到3000K以上，使碳原子間的鍵脫落。當(dāng)碳加熱后，它聚在一起制備最平穩(wěn)的結(jié)構(gòu)——石墨烯。但這種方法制取的石墨烯仍然很少，并且要消耗大量能量。

后來其他研究者通過電擊一種材料，生產(chǎn)出有了金屬納米顆粒，同時產(chǎn)生了同樣一段時間的熱沖擊波。得此靈感，萊斯大學(xué)研究團(tuán)隊明確提出，否可以用電擊來冷卻碳源并產(chǎn)生石墨烯呢？為此，該團(tuán)隊研究人員在一個半透明的玻璃瓶中放進(jìn)一小塊炭黑，后用400V的電壓炮擊了約200ms。實(shí)驗一開始并未順利，但稍加調(diào)整后，就順利取得了一個暗淡的黃白色閃光，這時瓶內(nèi)的溫度超過3000K左右。

在這一過程中，當(dāng)碳原子匯聚構(gòu)成石墨烯時，它們并未像在石墨中那樣有規(guī)律地沖刷，而是一種渦輪態(tài)填充——石墨烯層以各種角度相互交疊的石墨烯材料。當(dāng)在水或其他溶劑中時，渦輪態(tài)填充的石墨烯每一層都能與重新加入的任何復(fù)合材料相互作用，這是一種理想的需要大批量用于的石墨烯。

隨著大量食物因變質(zhì)而被棄置，與日俱增的荒廢垃圾已淪為影響地球生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的問題。該團(tuán)隊回應(yīng)，通過在10ms內(nèi)將含碳材料冷卻到3000K，可以將幾乎所有碳源（還包括荒廢食品、塑料廢料、石油焦、煤、木屑和生物炭的任何東西）大量轉(zhuǎn)化成有價值的石墨烯薄片，稱作“閃蒸石墨烯”。該過程既快速又低廉，其成本比其他石墨烯制取方法要小得多。

萊斯大學(xué)研究人員還回應(yīng)，在“閃蒸石墨烯”生產(chǎn)過程中，還不會吸取CO2和CH4的溫室氣體作為原材料。因此通過這種方式生產(chǎn)石墨烯不僅能降低成本，也能減少對環(huán)境導(dǎo)致的污染。如將其混進(jìn)用作粘合混凝土的水泥中，濃度在0.1%以下時，可將混凝土對環(huán)境的影響減少1/3。此外，該團(tuán)隊對“閃蒸石墨烯”所使用的冷卻技術(shù)展開了改良，相比目前在金屬箔上展開化學(xué)氣相沉積等技術(shù)，該方法能以更較低的成本生產(chǎn)更多的石墨烯。

（注：文章內(nèi)容和圖片皆為網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載，如有侵權(quán)聯(lián)系即刪，如需轉(zhuǎn)載請注明文章來源石墨網(wǎng):http://www.younigou.cn）