“當前中國已穩(wěn)居全球石墨烯產(chǎn)業(yè)第一梯隊，專利、產(chǎn)能、市場規(guī)模均領(lǐng)跑世界。”在2025年中國國際石墨烯創(chuàng)新大會上，國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會委員、中國石墨烯聯(lián)盟（CGIA）理事長李義春表示，“中國已初步構(gòu)建從原材料、應用材料、功能器件到終端領(lǐng)域的石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈雛形。未來十年，石墨烯將進入黃金應用時代?！?/p>

據(jù)李義春介紹，中國在石墨烯領(lǐng)域的專利申請數(shù)量已達28萬件，占全球總量的80%以上；截至2024年底，石墨烯材料年產(chǎn)能突破1.5萬噸，全球占比53%。市場規(guī)模方面，2024年全球石墨烯應用市場接近600億元，其中中國市場份額超過60%。預計到2030年，全球市場規(guī)模將突破3000億元，年復合增長率保持在30%以上。

被譽為“新材料之王”的石墨烯，是一種由單層碳原子組成的二維材料，以其卓越的強度、韌性、輕質(zhì)和導電性在新能源、生物醫(yī)藥、半導體、芯片散熱等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應用前景。這一材料的發(fā)現(xiàn)可追溯至2004年，英國物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫通過“撕膠帶”方法成功從石墨中剝離出石墨烯，這一突破性成果使他們榮獲2010年諾貝爾物理學獎。

作為石墨烯發(fā)現(xiàn)者之一，康斯坦丁在大會上表示，“我仍然認為，未來可能會有更多的諾貝爾獎出現(xiàn)，甚至可能依舊是在石墨烯領(lǐng)域。”他指出，“中國已成為全球石墨烯技術(shù)的領(lǐng)軍者?！笔┘夹g(shù)是一項可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)，已應用于電池、電子產(chǎn)品、熱管理等多個領(lǐng)域，并在碳捕集、氫能等方面實現(xiàn)突破。

李義春還介紹了石墨烯應用的一些前沿成果。例如，2024年，石墨烯制成的功能半導體問世；中美歐同步突破8英寸石墨烯晶圓級小批量量產(chǎn)技術(shù)；在芯片散熱領(lǐng)域，石墨烯熱界面材料產(chǎn)品已開始商業(yè)化應用。此外，全球首例石墨烯腦機接口臨床植入手術(shù)已在英國成功實施。

在電力領(lǐng)域，正泰集團打通了“常溫高導電石墨烯銅復合材料”在新能源與電網(wǎng)領(lǐng)域的產(chǎn)線布局，實現(xiàn)了從“實驗室樣品”到“產(chǎn)線產(chǎn)品”的關(guān)鍵跨越。據(jù)測算，導電率提高1%IACS，每公里輸電線路每年可節(jié)能1000至2500度電。若將該材料應用于全國總長630萬公里的10千伏、220千伏及以上的輸電線路，每年最高可節(jié)約1260億度電，年節(jié)電量相當于再造一座三峽大壩。

“石墨烯產(chǎn)業(yè)前途無量，但任重道遠?！敝袊茖W院院士、北京石墨烯研究院院長劉忠范在會議期間對澎湃新聞（www.dbgt.com.cn）記者表示，盡管石墨烯從發(fā)現(xiàn)至今已走過21年，但當前全球石墨烯產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展的“初級階段”。

“規(guī)模化生產(chǎn)要討論良率問題。”劉忠范指出，質(zhì)量控制與良率提升仍是規(guī)?；a(chǎn)的核心瓶頸?！拔覀儗⑵骄悸首畛醯?0%已提升至83%，但仍需持續(xù)攻堅?！逼渲?，“剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)是高品質(zhì)石墨烯薄膜走向產(chǎn)業(yè)化的重要挑戰(zhàn)。如果這條路走不通，石墨烯產(chǎn)業(yè)的一半就沒了。”

為解決這個問題，劉忠范團隊創(chuàng)新提出“超級蒙烯材料”概念，通過直接在工程材料表面高溫生長石墨烯，繞開剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)難題，使其增加導電、導熱、耐磨等功能。目前，該材料已在飛行器除冰、風電葉片除冰與工業(yè)烘干等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應用。

在產(chǎn)業(yè)化進程中，成本是關(guān)鍵一環(huán)。劉忠范表示，“最早一張A3紙大小的石墨烯薄膜要2萬元，我們現(xiàn)在已降至每平米110元左右?！彼麖娬{(diào)，企業(yè)仍需保持合理利潤以支撐持續(xù)研發(fā)。現(xiàn)階段行業(yè)產(chǎn)能充裕，但產(chǎn)量需求并不大。

劉忠范還提到，大企業(yè)參與不足嚴重制約了產(chǎn)業(yè)生態(tài)的完善，“我國石墨烯產(chǎn)業(yè)缺少大型企業(yè)牽引，小企業(yè)難以獨立支撐全鏈條創(chuàng)新。”

站在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點，劉忠范提醒業(yè)界要保持耐心。他以碳纖維為例指出，該材料從研發(fā)到被波音公司大規(guī)模采用，歷經(jīng)四十余年?！笆┊a(chǎn)業(yè)化才走過十幾年，不能指望一蹴而就?！痹谒磥恚磥碚嬲摹皻⑹诛祽谩辈灰欢ㄊ乔八匆姷募夹g(shù)，也可能是規(guī)模化替代現(xiàn)有方案、形成市場碾壓的產(chǎn)品。

談到未來發(fā)展，康斯坦丁認為，“可持續(xù)發(fā)展、醫(yī)療健康和通信三個方向應用前景廣闊。”他特別指出，目前各種新興電池技術(shù)不斷發(fā)展，石墨烯都可能在其中發(fā)揮重要作用。在通信尤其是量子通信方面，隨著6G技術(shù)的發(fā)展，太赫茲頻段備受關(guān)注，采用石墨烯材料的天線將在太赫茲系統(tǒng)中發(fā)揮不可替代的作用。

康斯坦丁還提到，石墨烯在醫(yī)療健康領(lǐng)域?qū)⒖焖侔l(fā)展。歐洲已投入大量資源研究石墨烯在醫(yī)療健康方面的應用，涉及人工器官、臨床治療、新型藥物等。“二維材料家族的潛力遠未被窮盡，針對不同種類石墨烯以及其他二維材料的深入研究，將持續(xù)帶來驚喜。”