科学家发现32亿年前的天然石墨烯 2023石墨烯行业发展调研

2023年7月18日，据英国《新科学家》杂志网站报道，日本科学家在南非一座地下金矿里的32亿年历史的岩石内，首次发现了天然形成的石墨烯。这种石墨烯似乎在温度低于300摄氏度的情况下，在南非富含黄金的巴伯顿绿岩带形成。团队计划开展进一步分析，以确定包含石墨烯结构的具体情况。此次发现将有助科学家们研发出更节能的生产这种材料的方法，以广泛应用于电子等诸多领域。相关论文已在法国里昂举行的戈尔德施密特地球化学大会上提交。

石墨烯(Graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。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)。

石墨烯是一种由碳原子以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。

石墨烯行业产业链上游为石墨原材料的供应环节;中游为石墨烯生产供应环节，主要产品包括石墨烯粉体和石墨烯薄膜;下游应用于新能源电池、导电剂、涂料、超级电容、传感器等领域。

中国石墨烯行业发展现状分析

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。

石墨烯在防腐涂料、复合材料、生物传感器等领域的应用也占额较多且备受关注，节能环保和电子信息柔性显示领域也有一定的涉及，但相对来说规模仍较小。具体来看，我国石墨烯下游应用占比前三的领域分别为新能源、防腐涂料及生物传感器，占比分别为71.5%、11.4%和7.1%。

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企业

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。

在新材料“十二五规划”中首次提出支持石墨烯发展开始，国内关于促进石墨烯发展的政策频频出台，在各界人士逐渐认识并认可石墨烯的广大应用前景后，支持石墨烯的相关政策在近几年愈演愈烈。成为引领新材料发展的重点布局方向，各地政策也纷纷露出水面。

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。

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