元素百科为您介绍石墨烯发展的制约因素很多，但很难销售空产能的产品。石墨烯作为21世纪最具颠覆性的新材料，自诞生以来，已成为科技界和资本界追求的热点，其赞誉和争议也同样多。石墨烯是一种由碳原子组成的只有一层原子层厚度的二维晶体。作为唯一的二维碳材料，其结构的特殊性也显示出其他碳材料的优点——强度高、韧性强、透光率高、重量轻、导电性好、导热性好。
制造石墨烯很难
丁古巧，中国科学院上海微系统研究所（以下简称“中国微研究所”）研究员认为，独特结构带来的优异性能在一定程度上也成为石墨烯材料普及的制约因素。丁古巧告诉记者：“就材料结构而言，由单个碳原子层组成的二维材料不能单独使用，石墨烯本身的化学键饱和，很难与其他材料复合。”。
丁古巧的研究小组从2009年开始对石墨烯材料进行基础科学研究，不断追求更环保、更高质量、更大规模的石墨烯材料制备技术，逐步从通常使用的强氧化技术发展到机械剪切剥离技术，使用较少或不使用强酸强氧化剂。
这种剥离过程与曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫最初从石墨材料中分离石墨烯的方法相同，即使用每个原子层之间相对较弱的结合力，用透明胶带粘在石墨层的两侧，反复粘贴和撕裂，直到获得只有一层原子厚度的石墨烯。
虽然看似简单的提取方法可以获得高质量的石墨烯，但石墨烯的大小只能依靠运气，难以大规模生产，因为1毫米厚的石墨片可以剥离300万层石墨烯。此外，还有氧化还原、化学气相沉积、超声剥离等。
弗若斯特沙利文全球合伙人兼大中华区总裁王欣博士告诉记者：“大多数化学方法制备的石墨烯不是纯石墨烯，而是多层石墨堆积，产品质量无法保证；化学气相沉积制备石墨烯薄膜成本高，成品率低，难以批量生产。”。
石墨烯研究与工业之间没有有效的联系
目前，我国石墨烯生产企业已超过100家，特别是在常州、青岛、重庆、无锡、深圳等地形成了产业集群。但与海外三星合作IBM、诺基亚、英特尔、陶氏化工等大公司促进了不同的工业化应用。我国石墨烯生产主要集中在中小企业，大企业参与较少。
但从科学研究的角度来看，中国在石墨烯研究方面处于世界领先地位。根据中华人民共和国知识产权局和Wind数据库，2015年中国申请了7925项专利，居世界第一。从专利布局来看，企业和学校占80%以上，公司占80%以下，工业化进程有限。
根据王欣的观察，“虽然中国有大量的研究人员和成果，但先进的原始研究成果仍然很少。他们大多采用跟踪研究的方法，重大创新相对较少。研究成果主要集中在基础研究领域，高端应用技术相对薄弱。”
石墨烯空气产能销量低迷
更值得注意的是，应用技术的突破难以导致产业链下游尚未形成。许多声称能生产数百吨石墨烯的公司都有空产能，但很难销售产品。
石墨烯行业专家认为，虽然自2015年以来，下游制造商对石墨烯应用的热情大大提高，但市场上大多数下游企业家仍然保持石墨烯的概念，不知道如何使用石墨烯。
“很多企业购买石墨烯材料等相关产品后，不会根据产品特性改变加工工艺。在这种情况下，即使石墨烯材料的质量很高，也很难充分发挥其优势，导致“材料好，使用不好”的现象屡屡出现。”王欣说。
此外，从新材料到新产品的转型周期较长，下游企业必须确保添加石墨烯材料的产品具有稳定性。以电池制造商为例，一批产品大约需要3个月的测试结果，同一产品需要5~6批稳定性测试来确定其稳定性，并决定是否导入。
“石墨烯的成本过高，锂电池的工艺特性不兼容，使得‘石墨烯电池’的技术几乎不存在。”王昕直言不讳地说。
此外，没有人想要一些企业生产的劣质产品，到处欺骗，使市场对石墨烯的认知模糊，当不成熟的产品盲目投放市场时，会有很大的潜在风险，也以电池生产为例，使用安全仍需要不断测试。
