中國粉體網(wǎng)12月1日訊 英國國家物理實(shí)驗(yàn)室和英國曼徹斯特大學(xué)通力合作，加快世界上最薄材料的應(yīng)用。英國國家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）和曼徹斯特大學(xué)簽署了一份諒解備忘錄，以幫助挖掘石墨烯更接近實(shí)際應(yīng)用的潛在效益，加速令人矚目的二維材料商業(yè)化。在未來戰(zhàn)爭環(huán)境下，自動(dòng)化、電子化、輕型化和信息化將成為軍事發(fā)展的主要趨勢(shì)。石墨烯由于其突出的物理和化學(xué)性能，將在軍事方面大有作為，主要應(yīng)用在軍事航天、軍事探測、極高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。
石墨烯：讓“二維”結(jié)構(gòu)材料從想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)
人們對(duì)石墨并不陌生，石墨是由碳元素組成。在電子顯微鏡下，可以發(fā)現(xiàn)石墨的結(jié)構(gòu)是層狀的，每一層的碳原子都排列成緊密的蜂窩狀六邊形網(wǎng)格，而層與層之間的距離較大，層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。鉛筆之所以在紙上輕輕一劃就會(huì)留下痕跡，正是這種松散堆砌的結(jié)果。從狹義上來說，石墨烯指單層的石墨；從廣義上來說，層數(shù)小于10層的石墨都可稱為石墨烯。
其實(shí)，很早以前就有人想到，如果將石墨一層層剝離，最后能不能得到只由單層原子組成的“二維”石墨片？1987年，有人正式給這種理想中的“二維”石墨片取了個(gè)名字——石墨烯。直到21世紀(jì)初，最薄的石墨片也只到幾十層原子的水平。更糟糕的是，早在20世紀(jì)30年代，著名俄國物理學(xué)家朗道等人就已證明，二維材料的熱運(yùn)動(dòng)漲落會(huì)破壞自身的結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)上制備石墨烯的種種失敗嘗試似乎也佐證了這一結(jié)論。因此，制備石墨烯曾被很多人認(rèn)為是注定無法成功的事情。而海姆和諾沃肖洛夫團(tuán)隊(duì)偶然發(fā)現(xiàn)了一種十分簡單的方法：他們用透明膠帶粘住石墨層的兩個(gè)面，然后撕開，使之分為兩片。不斷重復(fù)這一過程，就可得到越來越薄的石墨薄片，其中部分樣品僅由一層碳原子構(gòu)成——他們制得了石墨烯。
2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯，證實(shí)它可以單獨(dú)存在。僅僅6年之后，兩人便因此共同獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。一個(gè)成果從完成到獲諾獎(jiǎng)，僅僅間隔6年時(shí)間，絕對(duì)十分罕見，這也從一個(gè)側(cè)面說明了這個(gè)工作的受關(guān)注程度。的確，石墨烯出現(xiàn)以來，科學(xué)家們很快就發(fā)現(xiàn)了這種材料擁有的各種各樣神奇性質(zhì)，各方面對(duì)它的研發(fā)投入了極大興趣。有科學(xué)家甚至預(yù)言，石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。
石墨烯的神奇特性可顛覆日常經(jīng)驗(yàn)
石墨烯是世界上第一個(gè)二維材料，具有許多獨(dú)特的或超過其他材料的優(yōu)異性能。它具有優(yōu)越的機(jī)械剛度、強(qiáng)度、彈性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，并具有光敏感性、化學(xué)惰性和不透氣性。單一材料上擁有的這些特性使石墨烯成為光電子學(xué)、柔性電子器件、生物電子器件、能量儲(chǔ)存和超濾等領(lǐng)域潛在的顛覆性技術(shù)。
在力學(xué)性質(zhì)方面，石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當(dāng)施加外部機(jī)械力時(shí)，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力，也就保持了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定�？茖W(xué)家已經(jīng)證實(shí)石墨烯是目前世界上已知的強(qiáng)度最高的材料，比鉆石還堅(jiān)硬，是世界上最好的鋼鐵強(qiáng)度的100多倍。瑞典皇家科學(xué)院在頒發(fā)2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)時(shí)曾這樣比喻：“利用單層石墨烯制作的吊床可以承載一只4千克的兔子”。有人這樣引申說，由于石墨烯厚度只有單層原子，透光率高達(dá)97.7%，因此如果真有那樣的吊床，它不僅對(duì)于肉眼，甚至對(duì)于很多儀器來說都是不可見的，我們看到的將是一只懸停在半空中的兔子。還有估算顯示，如果重疊石墨烯薄片，使其厚度與食品保鮮膜相同的話，便可承載2噸重的汽車。
在熱電性質(zhì)方面，在石墨烯的“二維世界”里，電子運(yùn)動(dòng)具有很奇特的性質(zhì)，即電子的質(zhì)量仿佛是不存在的，其傳導(dǎo)速度可達(dá)光速的1/300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度。加上石墨烯結(jié)構(gòu)在常溫下的高度完美性，使得電子的傳輸及對(duì)外場的反應(yīng)都超級(jí)迅速，這使得石墨烯具有超常的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。更重要的是，石墨烯還可用來制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個(gè)原子的線度上依然能穩(wěn)定地工作。很多人相信，石墨烯將會(huì)成為硅的接班人，引領(lǐng)技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)新的微縮時(shí)代的來臨。
石墨烯除了具有超高的強(qiáng)度和韌性外，還有不透水、不透氣以及抵御強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的能力，這使它有可能成為制作保護(hù)膜的理想材料。而且，石墨烯既能導(dǎo)電又高度透明的特點(diǎn)，則使它有可能在制作液晶顯示屏、觸摸顯示屏、太陽能電池板等領(lǐng)域大顯身手。為了與時(shí)俱進(jìn)，支持未來的國防現(xiàn)代化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)靈活移動(dòng)、快速反應(yīng)、安全隱蔽的軍事、宇航通信，滿足21世紀(jì)新的和平事業(yè)和世界局勢(shì)發(fā)展需要，研制石墨烯超高頻低噪聲器件顯得異常必要。
石墨烯的應(yīng)用：前途光明、道路曲折
其實(shí)就在2012年，因石墨烯而獲得諾貝爾獎(jiǎng)的康斯坦丁·諾沃肖洛夫和他的同事曾經(jīng)在《自然》上發(fā)表文章討論石墨烯的未來，兩年來的發(fā)展基本證明了他們的預(yù)測。他們認(rèn)為作為一種材料，石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”，雖然將來它也許能發(fā)揮重大作用，但在克服幾個(gè)重大困難之前，這一場景還不會(huì)到來。更重要的是，考慮到產(chǎn)業(yè)更新的巨大成本，石墨烯的好處可能不足以讓它簡單地取代現(xiàn)有的設(shè)備——它的真正前景，或許在于為它的獨(dú)到特性量身定做的全新應(yīng)用場合。
許多項(xiàng)研究向人們展示了石墨烯的驚人特征，但有一個(gè)陷阱，這些美妙的特性對(duì)樣品質(zhì)量要求非常高。要想獲得電學(xué)和機(jī)械性能都最佳的石墨烯樣品，需要最費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢的手段：機(jī)械剝離法——用膠帶粘到石墨上，手工把石墨烯剝下來。所需的設(shè)備和技術(shù)含量看起來很低，但問題是成功率更低。要論產(chǎn)業(yè)化，這手段毫無用途�，F(xiàn)在我們有了很多其他方法，能增加產(chǎn)量、降低成本，但這些辦法又無法保證產(chǎn)品質(zhì)量，迄今為止還沒有能適合工業(yè)化大規(guī)模推廣生產(chǎn)的技術(shù)。
石墨烯一個(gè)有前景的方向是顯示設(shè)備——觸屏、電子紙等。目前而言，石墨烯和金屬電極的接觸點(diǎn)電阻很難對(duì)付。現(xiàn)代電子產(chǎn)品全部是建立在半導(dǎo)體晶體管之上，而它有一個(gè)關(guān)鍵屬性稱為“帶隙”：電子導(dǎo)電能帶和非導(dǎo)電能帶之間的區(qū)間。正因?yàn)橛辛诉@個(gè)區(qū)間，電流的流動(dòng)才能有非對(duì)稱性，電路才能有開和關(guān)兩種狀態(tài)——可是，石墨烯的導(dǎo)電性能實(shí)在太好了，它沒有帶隙，只能開不能關(guān)。只有電線沒有邏輯電路是毫無用途的。要想靠石墨烯創(chuàng)造未來電子產(chǎn)品，取代硅基的晶體管，必須人工植入一個(gè)帶隙，但簡單植入又會(huì)使石墨烯喪失它的獨(dú)特屬性。雖然目前針對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的研究不少，但諾沃肖洛夫等人認(rèn)為這個(gè)問題要真正解決，還要至少十年。
石墨烯產(chǎn)業(yè)還有一個(gè)意想不到的麻煩：污染。石墨烯產(chǎn)業(yè)目前最成熟的產(chǎn)品之一是所謂“氧化石墨烯納米顆�！保鼙阋�，雖不能用來做電池、可彎折觸屏等高端領(lǐng)域，作為電子紙等用途相當(dāng)不錯(cuò)；可其對(duì)人體很可能是有毒的，并且研究者發(fā)現(xiàn)它在地表水里非常穩(wěn)定、極易擴(kuò)散。雖然現(xiàn)在對(duì)它的環(huán)境影響下斷言還為時(shí)太早，但這的確是個(gè)潛在問題。
喜憂參半，石墨烯的發(fā)展前景尚不明朗
盡管石墨烯有一些早期應(yīng)用，但其尚未標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)業(yè)界無法保證材料質(zhì)量和性能，石墨烯也難以充分發(fā)揮潛力。盡管達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)在任何領(lǐng)域都是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，這個(gè)過程可能需要許多年才得以實(shí)現(xiàn)。英國國家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）和曼徹斯特大學(xué)正在試圖解決標(biāo)準(zhǔn)化差距，同時(shí)加快開發(fā)石墨烯使能技術(shù)，通過對(duì)石墨烯材料的準(zhǔn)確計(jì)量和表征，以增強(qiáng)對(duì)石墨烯性質(zhì)和能力的理解，從而以可靠和可重復(fù)的方式生產(chǎn)石墨烯。
NPL項(xiàng)目主任Robin Hart說：“石墨烯以其驚人的特性，將有能力完全改變整個(gè)行業(yè)。在供應(yīng)鏈的不同階段，消費(fèi)者和制造商必須確信會(huì)得到哪些優(yōu)惠條件。在開發(fā)和生產(chǎn)階段引入計(jì)量環(huán)節(jié)將極大提高效率，確保政府和企業(yè)在石墨烯技術(shù)中的投資以最有效的方式使用。曼徹斯特大學(xué)是公認(rèn)的石墨烯研發(fā)之家，通過與他們合作加快石墨烯研究商業(yè)化，我們可以收獲石墨烯帶來的更快的產(chǎn)業(yè)效益和社會(huì)效益。”
作為工業(yè)技術(shù)，石墨烯還有許多未能克服的困難。諾沃肖洛夫指出，目前石墨烯的應(yīng)用還受限于材料生產(chǎn)，那些使用最低級(jí)最廉價(jià)石墨烯的產(chǎn)品會(huì)最先面世，可能只需幾年；但那些依賴于高純度石墨烯的產(chǎn)品可能還要數(shù)十年才能開發(fā)出來。對(duì)于它能否取代現(xiàn)有的生產(chǎn)線，諾沃肖洛夫心存疑慮。另一方面，如果商業(yè)領(lǐng)域過度夸大其神奇之處，可能會(huì)導(dǎo)致石墨烯產(chǎn)業(yè)變成泡沫；一旦破裂，那么也許技術(shù)和工業(yè)的進(jìn)展也無法拯救它。
科學(xué)作者菲利普·巴爾曾經(jīng)在《衛(wèi)報(bào)》上撰文《不要期望石墨烯帶來奇跡》，指出所有的材料都有其適用范圍：鋼堅(jiān)硬而沉重，木頭輕便但易腐，就算看似“萬能”的塑料其實(shí)也是種種大相徑庭的高分子各顯神通。石墨烯一定會(huì)發(fā)揮巨大的作用，但沒有理由認(rèn)為它能成為奇跡材料、改變整個(gè)世界。或者，用諾沃肖洛夫自己的話說：“石墨烯的真正潛能只有在全新的應(yīng)用領(lǐng)域里才能充分展現(xiàn)：那些設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮了這一材料特性的產(chǎn)品，而不是用來替代現(xiàn)有產(chǎn)品里的其他材料�！�
石墨烯：讓“二維”結(jié)構(gòu)材料從想象變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)
人們對(duì)石墨并不陌生，石墨是由碳元素組成。在電子顯微鏡下，可以發(fā)現(xiàn)石墨的結(jié)構(gòu)是層狀的，每一層的碳原子都排列成緊密的蜂窩狀六邊形網(wǎng)格，而層與層之間的距離較大，層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。鉛筆之所以在紙上輕輕一劃就會(huì)留下痕跡，正是這種松散堆砌的結(jié)果。從狹義上來說，石墨烯指單層的石墨；從廣義上來說，層數(shù)小于10層的石墨都可稱為石墨烯。
其實(shí)，很早以前就有人想到，如果將石墨一層層剝離，最后能不能得到只由單層原子組成的“二維”石墨片？1987年，有人正式給這種理想中的“二維”石墨片取了個(gè)名字——石墨烯。直到21世紀(jì)初，最薄的石墨片也只到幾十層原子的水平。更糟糕的是，早在20世紀(jì)30年代，著名俄國物理學(xué)家朗道等人就已證明，二維材料的熱運(yùn)動(dòng)漲落會(huì)破壞自身的結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)上制備石墨烯的種種失敗嘗試似乎也佐證了這一結(jié)論。因此，制備石墨烯曾被很多人認(rèn)為是注定無法成功的事情。而海姆和諾沃肖洛夫團(tuán)隊(duì)偶然發(fā)現(xiàn)了一種十分簡單的方法：他們用透明膠帶粘住石墨層的兩個(gè)面，然后撕開，使之分為兩片。不斷重復(fù)這一過程，就可得到越來越薄的石墨薄片，其中部分樣品僅由一層碳原子構(gòu)成——他們制得了石墨烯。
2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯，證實(shí)它可以單獨(dú)存在。僅僅6年之后，兩人便因此共同獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。一個(gè)成果從完成到獲諾獎(jiǎng)，僅僅間隔6年時(shí)間，絕對(duì)十分罕見，這也從一個(gè)側(cè)面說明了這個(gè)工作的受關(guān)注程度。的確，石墨烯出現(xiàn)以來，科學(xué)家們很快就發(fā)現(xiàn)了這種材料擁有的各種各樣神奇性質(zhì)，各方面對(duì)它的研發(fā)投入了極大興趣。有科學(xué)家甚至預(yù)言，石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。
石墨烯的神奇特性可顛覆日常經(jīng)驗(yàn)
石墨烯是世界上第一個(gè)二維材料，具有許多獨(dú)特的或超過其他材料的優(yōu)異性能。它具有優(yōu)越的機(jī)械剛度、強(qiáng)度、彈性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，并具有光敏感性、化學(xué)惰性和不透氣性。單一材料上擁有的這些特性使石墨烯成為光電子學(xué)、柔性電子器件、生物電子器件、能量儲(chǔ)存和超濾等領(lǐng)域潛在的顛覆性技術(shù)。
在力學(xué)性質(zhì)方面，石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當(dāng)施加外部機(jī)械力時(shí)，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力，也就保持了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定�？茖W(xué)家已經(jīng)證實(shí)石墨烯是目前世界上已知的強(qiáng)度最高的材料，比鉆石還堅(jiān)硬，是世界上最好的鋼鐵強(qiáng)度的100多倍。瑞典皇家科學(xué)院在頒發(fā)2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)時(shí)曾這樣比喻：“利用單層石墨烯制作的吊床可以承載一只4千克的兔子”。有人這樣引申說，由于石墨烯厚度只有單層原子，透光率高達(dá)97.7%，因此如果真有那樣的吊床，它不僅對(duì)于肉眼，甚至對(duì)于很多儀器來說都是不可見的，我們看到的將是一只懸停在半空中的兔子。還有估算顯示，如果重疊石墨烯薄片，使其厚度與食品保鮮膜相同的話，便可承載2噸重的汽車。
在熱電性質(zhì)方面，在石墨烯的“二維世界”里，電子運(yùn)動(dòng)具有很奇特的性質(zhì)，即電子的質(zhì)量仿佛是不存在的，其傳導(dǎo)速度可達(dá)光速的1/300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度。加上石墨烯結(jié)構(gòu)在常溫下的高度完美性，使得電子的傳輸及對(duì)外場的反應(yīng)都超級(jí)迅速，這使得石墨烯具有超常的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。更重要的是，石墨烯還可用來制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個(gè)原子的線度上依然能穩(wěn)定地工作。很多人相信，石墨烯將會(huì)成為硅的接班人，引領(lǐng)技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)新的微縮時(shí)代的來臨。
石墨烯除了具有超高的強(qiáng)度和韌性外，還有不透水、不透氣以及抵御強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的能力，這使它有可能成為制作保護(hù)膜的理想材料。而且，石墨烯既能導(dǎo)電又高度透明的特點(diǎn)，則使它有可能在制作液晶顯示屏、觸摸顯示屏、太陽能電池板等領(lǐng)域大顯身手。為了與時(shí)俱進(jìn)，支持未來的國防現(xiàn)代化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)靈活移動(dòng)、快速反應(yīng)、安全隱蔽的軍事、宇航通信，滿足21世紀(jì)新的和平事業(yè)和世界局勢(shì)發(fā)展需要，研制石墨烯超高頻低噪聲器件顯得異常必要。
石墨烯的應(yīng)用：前途光明、道路曲折
其實(shí)就在2012年，因石墨烯而獲得諾貝爾獎(jiǎng)的康斯坦丁·諾沃肖洛夫和他的同事曾經(jīng)在《自然》上發(fā)表文章討論石墨烯的未來，兩年來的發(fā)展基本證明了他們的預(yù)測。他們認(rèn)為作為一種材料，石墨烯“前途是光明的、道路是曲折的”，雖然將來它也許能發(fā)揮重大作用，但在克服幾個(gè)重大困難之前，這一場景還不會(huì)到來。更重要的是，考慮到產(chǎn)業(yè)更新的巨大成本，石墨烯的好處可能不足以讓它簡單地取代現(xiàn)有的設(shè)備——它的真正前景，或許在于為它的獨(dú)到特性量身定做的全新應(yīng)用場合。
許多項(xiàng)研究向人們展示了石墨烯的驚人特征，但有一個(gè)陷阱，這些美妙的特性對(duì)樣品質(zhì)量要求非常高。要想獲得電學(xué)和機(jī)械性能都最佳的石墨烯樣品，需要最費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢的手段：機(jī)械剝離法——用膠帶粘到石墨上，手工把石墨烯剝下來。所需的設(shè)備和技術(shù)含量看起來很低，但問題是成功率更低。要論產(chǎn)業(yè)化，這手段毫無用途�，F(xiàn)在我們有了很多其他方法，能增加產(chǎn)量、降低成本，但這些辦法又無法保證產(chǎn)品質(zhì)量，迄今為止還沒有能適合工業(yè)化大規(guī)模推廣生產(chǎn)的技術(shù)。
石墨烯一個(gè)有前景的方向是顯示設(shè)備——觸屏、電子紙等。目前而言，石墨烯和金屬電極的接觸點(diǎn)電阻很難對(duì)付。現(xiàn)代電子產(chǎn)品全部是建立在半導(dǎo)體晶體管之上，而它有一個(gè)關(guān)鍵屬性稱為“帶隙”：電子導(dǎo)電能帶和非導(dǎo)電能帶之間的區(qū)間。正因?yàn)橛辛诉@個(gè)區(qū)間，電流的流動(dòng)才能有非對(duì)稱性，電路才能有開和關(guān)兩種狀態(tài)——可是，石墨烯的導(dǎo)電性能實(shí)在太好了，它沒有帶隙，只能開不能關(guān)。只有電線沒有邏輯電路是毫無用途的。要想靠石墨烯創(chuàng)造未來電子產(chǎn)品，取代硅基的晶體管，必須人工植入一個(gè)帶隙，但簡單植入又會(huì)使石墨烯喪失它的獨(dú)特屬性。雖然目前針對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的研究不少，但諾沃肖洛夫等人認(rèn)為這個(gè)問題要真正解決，還要至少十年。
石墨烯產(chǎn)業(yè)還有一個(gè)意想不到的麻煩：污染。石墨烯產(chǎn)業(yè)目前最成熟的產(chǎn)品之一是所謂“氧化石墨烯納米顆�！保鼙阋�，雖不能用來做電池、可彎折觸屏等高端領(lǐng)域，作為電子紙等用途相當(dāng)不錯(cuò)；可其對(duì)人體很可能是有毒的，并且研究者發(fā)現(xiàn)它在地表水里非常穩(wěn)定、極易擴(kuò)散。雖然現(xiàn)在對(duì)它的環(huán)境影響下斷言還為時(shí)太早，但這的確是個(gè)潛在問題。
喜憂參半，石墨烯的發(fā)展前景尚不明朗
盡管石墨烯有一些早期應(yīng)用，但其尚未標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)業(yè)界無法保證材料質(zhì)量和性能，石墨烯也難以充分發(fā)揮潛力。盡管達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)在任何領(lǐng)域都是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，這個(gè)過程可能需要許多年才得以實(shí)現(xiàn)。英國國家物理實(shí)驗(yàn)室（NPL）和曼徹斯特大學(xué)正在試圖解決標(biāo)準(zhǔn)化差距，同時(shí)加快開發(fā)石墨烯使能技術(shù)，通過對(duì)石墨烯材料的準(zhǔn)確計(jì)量和表征，以增強(qiáng)對(duì)石墨烯性質(zhì)和能力的理解，從而以可靠和可重復(fù)的方式生產(chǎn)石墨烯。
NPL項(xiàng)目主任Robin Hart說：“石墨烯以其驚人的特性，將有能力完全改變整個(gè)行業(yè)。在供應(yīng)鏈的不同階段，消費(fèi)者和制造商必須確信會(huì)得到哪些優(yōu)惠條件。在開發(fā)和生產(chǎn)階段引入計(jì)量環(huán)節(jié)將極大提高效率，確保政府和企業(yè)在石墨烯技術(shù)中的投資以最有效的方式使用。曼徹斯特大學(xué)是公認(rèn)的石墨烯研發(fā)之家，通過與他們合作加快石墨烯研究商業(yè)化，我們可以收獲石墨烯帶來的更快的產(chǎn)業(yè)效益和社會(huì)效益。”
作為工業(yè)技術(shù)，石墨烯還有許多未能克服的困難。諾沃肖洛夫指出，目前石墨烯的應(yīng)用還受限于材料生產(chǎn)，那些使用最低級(jí)最廉價(jià)石墨烯的產(chǎn)品會(huì)最先面世，可能只需幾年；但那些依賴于高純度石墨烯的產(chǎn)品可能還要數(shù)十年才能開發(fā)出來。對(duì)于它能否取代現(xiàn)有的生產(chǎn)線，諾沃肖洛夫心存疑慮。另一方面，如果商業(yè)領(lǐng)域過度夸大其神奇之處，可能會(huì)導(dǎo)致石墨烯產(chǎn)業(yè)變成泡沫；一旦破裂，那么也許技術(shù)和工業(yè)的進(jìn)展也無法拯救它。
科學(xué)作者菲利普·巴爾曾經(jīng)在《衛(wèi)報(bào)》上撰文《不要期望石墨烯帶來奇跡》，指出所有的材料都有其適用范圍：鋼堅(jiān)硬而沉重，木頭輕便但易腐，就算看似“萬能”的塑料其實(shí)也是種種大相徑庭的高分子各顯神通。石墨烯一定會(huì)發(fā)揮巨大的作用，但沒有理由認(rèn)為它能成為奇跡材料、改變整個(gè)世界。或者，用諾沃肖洛夫自己的話說：“石墨烯的真正潛能只有在全新的應(yīng)用領(lǐng)域里才能充分展現(xiàn)：那些設(shè)計(jì)時(shí)就充分考慮了這一材料特性的產(chǎn)品，而不是用來替代現(xiàn)有產(chǎn)品里的其他材料�！�
