石墨烯或將“徹底改變21世紀”。據相關專家分析，用石墨烯取代硅，計算機處理器的運行速度將會快數百倍。

　　《新材料產業“十二五”規劃》為許多的材料在中國未來的發展指明了方向，本期將沉淀前段時間一直以來材料科學的調查研究精華，為跨越三個階段的新材料研究列出期終榜單。

　　未來最具潛力新材料

　　2012年，工信部發布的《新材料產業“十二五”發展規劃》將石墨烯作為前沿新材料之一。國家科技重大專項、國家973計劃也圍繞石墨烯部署了一批重大項目。業內人士估計，石墨烯規模未來能達到萬億元以上。

　　另一個火熱的新材料，是碳纖維及其復合材料。

　　隨著低碳經濟的不斷發展，碳纖維產品的需求也將不斷攀升。碳纖維強度大、密度低、線膨脹系數小等特性使之在飛機制造等軍工領域、汽車和醫療器械等工業領域、高爾夫球棒和自行車等體育休閑領域備受追捧。

　　第三種新材料，是輕型合金，主要包括鋁合金、鎂合金和鈦合金。這三種輕型合金由于輕量化、高強度等特點，已經在越來越多的領域開始取代傳統的鋼才和重型合金。據資料顯示，近年來我國批量生產的軍用飛機機體和發動機用鈦質量合計占比達25%，而F-22鈦合金占比更是高達41%。預計到2015年，關鍵新合金品種開發取得重大突破，形成高端鋁合金材30萬噸、高端鈦合金材2萬噸、高強鎂合金壓鑄及型材和板材15萬噸的生產能力。

　　第四種新材料是功能性膜材料。根據科技部《高性能膜材料科技發展“十二五”專項規劃》，預期至2015年膜產業結構達千億元規模，“十二五”期間年均增長率30%，市場前景廣闊。

　　此外，碳納米管、超導材料、半導體材料、智能材料、生物材料和特種玻璃都是目前最為火熱和最具潛力的新材料品種。

　　【石墨烯】

　　石墨烯是目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀。”

　　有趣的是，石墨烯誕生并沒有使用“高大上”的科學技術，而是由英國曼徹斯特大學的兩位科學家用透明膠帶從石墨晶體上“粘”出來的。

　　石墨烯目前最有潛力的是成為硅的替代品，制造超微型晶體管，用來生產未來的超級計算機。據相關專家分析，用石墨烯取代硅，計算機處理器的運行速度將會快數百倍。而近日，美國麻省理工學院的科學家通過研究發現，在特定情況下，石墨烯能夠被轉化成具有獨特功能的拓撲絕緣體。這一研究發現，有望帶來一種制造量子計算機的新方法。

　　其次，石墨烯能助力超級電容器、鋰離子電池的發展。據相關資料顯示，加入石墨烯材料，同等體積的電容可擴充5倍以上的容量，而鋰電池電極中加入石墨烯則可大幅度提高其導電性能。此外，石墨烯還可應用于電路、觸摸屏、基因測序以及制造出羽翼般超輕型飛機、超堅韌防彈衣等領域。

　　石墨烯將給電動汽車產業 帶來革命性改變

　　一種新型的材料出現，便足以使電動汽車產業發生革命性的改變。

　　這就是石墨烯。

　　將其用于電動汽車，至少將帶來兩大好處。

　　實現車輛輕量化

　　現有的電動汽車的較長續駛里程往往是通過堆砌電池來實現的。

　　車輛搭載數百公斤甚至半噸重的動力電池，如同頂著磨盤跳舞——自身受罪不說，戲還不好看。犧牲了有限的空間、增大了消費者對車輛安全性和充電便利性的擔心、抬高了車輛價格，得不償失。

　　石墨烯納米材料厚度薄、硬度高、韌性好、重量輕、導電性佳、透明特好，有希望廣泛應用于鋰離子電池、超級電容器、太陽能電池、生物質材料、傳感器、超高頻電子、光電子設備、藥物載體，以及用作觸摸屏、液晶顯示屏、保護膜、選擇性過濾滲透膜以及替代半導體晶硅等。

　　正因如此，2004年通過機械剝離法獲得世界上首批石墨烯的兩位科學家，榮獲了2010年諾貝爾物理學獎。

　　應用石墨烯材料制成的新型電池，尺寸和重量均將變小，而且能量儲存密度得到了數十倍的提高，提高了車輛的行駛效率。

　　更重要的是，它大大縮短了充電時間，方便了消費者。

　　減少充電時間

　　橫空出世的石墨烯，使得長期以來，困擾業界人士的動力電池充電的瓶頸問題迎刃而解。

　　電池的充電時間，從以前的小時為單位，一下子變為以分鐘甚至以秒為單位。使得電動汽車的充電，幾乎可以與傳統汽車的加油快捷性相媲美，甚至過之而無不及。

　　去年韓國科學家宣布其研制的多孔石墨烯超級電容，在儲存電量相同的前提下，充電時間令人咂舌的縮短到了僅僅16秒。

　　更重要的是，石墨烯電池是依靠電子在石墨烯表面和電極之間快速移動實現充電的，而非像鋰電池那樣利用大電流進行急沖，如此更能有效延長動力電池的使用壽命。

　　而且，一次短暫的充電之后，電動汽車的續駛里程或能高達數百公里，完全能夠滿足任何出行需要。貼近快節奏生活。說走咱就走，風風火火闖九州。

　　而那種需要長時間充電的電動汽車使用模式，不對胃口。天天要充電，實在傷不起！

　　保護石墨資源

　　毫無疑問，石墨烯即將帶來一場電動汽車產業的革命，必將加快電動汽車行業的市場化進程，并改寫其發展前景。

　　我國石墨礦儲量占到世界總儲量7100萬噸的77%，目前探明儲量大約為5500萬噸，居于世界首位。

　　不少人士呼吁，應當積極利用好石墨資源，且莫重蹈稀土資源的當初覆轍。

　　當初稀土的無序開采、惡性競價，不僅淪為國際市場上的低端輸送者，而且還破壞了環境，埋下了未來資源短缺的隱患。促使有關部門痛下狠手、統籌管控稀土資源，確保其開采健康持續發展。

　　但是，目前一些地方的石墨開采亂象，仍像當年稀土行業的影子。低端化無序開發向國際輸送了廉價的原料，而留下巨大的環境創傷，卻需要大量的金錢和時間成本去醫治。

　　專家警告說，如果不從保護國家戰略儲備資源的角度開始重視石墨開采、將其納入規范化管理渠道，20年后中國將由石墨大國變成石墨貧國，屆時或將面臨從國外高價進口石墨的困局。

　　“別拿豆包不當干糧”。東西失去了才會感到它的珍貴，那是晚知晚覺的人。石墨，是一種不可再生的資源。

　　對于石墨產業自身來說，應當積極轉型，向價值鏈高端延伸，盡快跨越只賣原始材料的初級階段，研究相關技術、轉向產品的深加工。

　　隨著貴若黃金的石墨烯規模化生產所帶來的價格走低，其在電動汽車領域將有更加廣闊的應用前景。目前國內石墨烯的售價在2000元/克以上，幾乎10倍于黃金價格。

　　我國電動汽車產業發展規劃和相關扶持政策，為電動汽車產業的發展提供了強大的動力，也給石墨加工業帶來空前機遇，關鍵是要盡快升級技術、利用好這種寶貴的資源。

　　（本文綜合OFweek電子網、搜狐報道。）