作者：园子里的悟理人（悟理哥）

一、石墨烯是个什么玩意儿

新材料石墨烯与老材料石墨只有一字之差，它们的关系简单说就是：石墨是一种层状结构晶体，如果设法把其中一层剥离下来，就得到了石墨烯——一种二维纳米结构材料。

天然的石墨来自石墨矿，这是一种从制造铅笔到制造原子弹都用得上的碳材料，具有耐高温、导电性和导热性强、化学性能稳定等特点，这些特点与它的多层晶体结构、每一层内都是蜂窝状的碳原子排列有关。

2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov），率先用微机械剥离法，成功从多层石墨晶体中剥离出一个单层，每一层的厚度仅0.34纳米（相当于300万层叠加起来才有1毫米厚），从而得到了一种只有一层原子厚度的二维晶体，称为石墨烯。

材料学家们进一步发现，这一层薄薄的纳米材料具有十分优异的力学、热学、电学、光学等特性。它的特性与普通石墨相比，有相当大的不同之处。

比如，力学方面，石墨烯是已知强度最高的材料之一，强度百倍于钢，同时韧性好、可弯曲。

热学方面，石墨烯是目前已知导热系数最高的碳材料，高于一维结构的碳纳米管；

电学方面，石墨烯是室温下导电性最好的非金属材料，电子迁移率可达硅材料的数十倍甚至上百倍。

光学方面，石墨烯对很宽波长范围的光吸收率低且恒定，对很多光几乎是透明的。

这些卓越的性质使得石墨烯具有十分广阔的应用前景，被誉为“革命性”的材料、“新材料之王”。

两位率先制备出石墨烯的科学家也因此获得了2010年诺贝尔物理学奖。

二、石墨烯的技术和市场

可以从技术和市场两个方面探究。

从技术角度看，石墨烯技术包括加工制备技术和材料应用技术两方面。

中国的石墨烯研究基本与世界同时起步，近几年取得的材料制备方面的成果包括：单晶石墨烯晶圆规模化制备技术、无褶皱超平整石墨烯薄膜生长技术、超洁净石墨烯、超级石墨烯玻璃等。在应用基础研究方面，代表性成果有：烯碳光纤、石墨烯复合纳滤膜、氧化石墨烯海水淡化膜、声表面波类石墨烯微结构材料等。

截至2019年7月，全球石墨烯相关专利77372件，中国申请51759件，申请量位居全球第一，占比为67%。但是，从整体上看，作为石墨烯技术的诞生地，欧洲处于石墨烯技术研究的第一方阵，紧随其后的是美国和韩国。

从产业市场看，国家新材料产业发展专家咨询委员会委员、中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春认为，总体判断是，我国石墨烯行业正处于市场导入期，产品尚未成熟，行业利润率较低，但是成长较快。

根据中国石墨烯产业技术创新联盟统计，2017年中国石墨烯产业市场规模为70亿元，预计2021年市场规模可达200亿元。目前，我国石墨烯企业总数已超过1万家，在石墨烯材料规模化生产方面居全球领先地位，2018年石墨烯粉体年产能达5100吨、CVD薄膜年产能达650万平方米。

但是，中国企业生产出来的材料总体质量较差，如存在不同程度的结构缺陷和层数差异，只能做锂离子电池或复合材料的添加剂等低端应用。同时，石墨烯性能随着层数增加显著下降，我国大部分企业的单层石墨烯产品良品率低，为此，中国石墨烯联盟制定的国家标准《石墨烯材料的术语、定义及代号》认为10层以下都可以叫做石墨烯。在有关方面推动下，2017年，国际标准化组织采用了同样的表述作为石墨烯及相关二维材料的定义。

三、市场和概念股何时爆发？

石墨烯被誉为颠覆性的战略新兴材料，在于它卓越的材料综合性能，可能给相关产业带来变革性的飞跃，同时本身也可能创造出新的产业。

但是，由于技术成熟度及经济性原因，现阶段的成品材料性能与理论值还有较大差距。最为重要的是，目前为止业界还没有找到非石墨烯不可的应用领域，用中科院刘忠范院士的话说就是缺乏“杀手锏”级别的应用，这一点对石墨烯市场走势十分关键，仅仅是材料改性的添加剂毕竟是边缘化和可替代的。

正如锂电行业作为钴的杀手级应用，对钴产业和股票起到巨大拉动作用一样，悟理哥认为，什么时候找到石墨烯“杀手锏”级别的应用，什么时候就是石墨烯市场和相关概念股爆发的时候，否则，仅仅像“味精”一样不起眼的小市场，是支撑不了大的上市公司的。

另外，碳元素领域每隔一段时间就会出现一些新材料，从足球烯到碳纳米管，从石墨炔到碳纤维，每一项材料出现时都被寄予厚望（有的是专家和媒体宣传过度），在市场应用方面碳纤维算是走得较好较快的，但总体上都还骨感而不丰满。

对于石墨烯的未来，当前市场较为期待的一个方向是，在储能超级电容器中的应用，可以保持关注。