石墨烯是一种二维晶体，石墨烯独特的结构使它具有优异的电学、力学、热学和光学等特性，例如石墨烯具有100倍于硅的超高载流子迁移率、高达130GPa的强度、很好的柔韧性和近20%的伸展率、超高热导率、高达2600m2/g的比表面积，并且几近透明，在很宽的波段内光吸收只有2.3%。这些优异的物理性质使石墨烯在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电薄膜、超强和高导复合材料、高性能锂离子电池和超级电容器等方面展现出巨大的应用潜力。

虽然石墨烯还没有大规模产业化，但是市场非常看好石墨烯的应用。根据目前的研发成果，未来石墨烯将广泛应用于以下四个领域。

1.电子材料领域

作为电极材料，石墨烯是一种优异的阳极材料，被认为是可以替代硅的芯片材料。此外，石墨烯在柔性屏幕、可穿戴设备、太阳能充电等领域的应用还有待挖掘。

据悉，英国曼彻斯特已经开发出厚度只有10到40个原子的石墨烯LED屏幕，超薄且可弯曲。这意味着未来电子设备的屏幕可以进一步减薄，更加柔性，甚至整体柔性。

石墨烯在可穿戴设备领域也有一定的应用空。例如，爱尔兰科学家正在开发一种基于石墨烯的柔性可穿戴传感器，并发现该传感器可以检测用户最细微的动作，包括跟踪呼吸和脉搏。此外，该传感器可以自供电，未来可能应用于智能服装。

2.散热材料领域

金属在散热方面的应用存在很多问题，如加工困难、能耗大、密度过大、导电性差、易变形、废料回收困难等。几乎没有多少降价空。但如果将纳米石墨烯导热塑料应用于LED灯等产品的散热，其系统成本至少可以降低30%。石墨烯是一种由碳原子组成的单层片状结构的新型纳米材料。是目前人类发现的近乎完美的平面原子结构。各行各业对它寄予厚望，因为它具有优良的导电性、导热性和散热性。

石墨烯是二维单层碳原子晶体。与三维材料相比，其低维结构可以显著降低声子在晶界的边界散射，赋予其特殊的声子扩散模式。石墨烯的快速导热散热特性使其成为一种优良的散热材料，可用于智能手机、平板电脑、大功率节能led照明、卫星电路、激光武器等的散热。

3.生物医学领域

石墨烯具有优异的机械性能和生物相容性。作为增强填料，可以显著提高生物材料的力学性能。

生物传感器是生命分析化学和生物医学领域的一个重要研究方向，已广泛应用于临床疾病诊断和治疗研究。石墨烯生物传感器对于生命分析的快速发展具有重要的现实意义。在基因组测序技术领域，最近开发的DNA传感器是基于石墨烯的场效应晶体管器件，可以检测DNA链的旋转和位置结构。该传感器利用石墨烯的电学特性，成功实现了检测DNA序列的微观功能。

4.军事工业

从中国石墨烯产业技术创新战略联盟(以下简称联盟)获悉，为推动石墨烯在军工领域的普及应用，联盟将于2015年1月16日举行军工应用委员会成立仪式。

我国政府和国防军工的领导和专家都非常关注石墨烯在军工领域的应用前景。据悉，今年年初，& ldquo石墨烯在军工领域的应用技术研讨会& rdquo事实上，来自总装备部、国防科工局、各军工集团的相关领导和专家，以及石墨烯行业的专家和企业家、军民配套单位的代表，共同探讨了石墨烯在军工领域的应用前景。

由于石墨烯具有高导电性、高韧性、高强度、超大比表面积等特点，业内人士认为石墨烯广泛应用于航空航天、军事等领域。据报道，中国科学家发现石墨烯可以用作电源。对石墨烯在光的作用下运动的研究表明，石墨烯材料可以直接将光能转化为动能，这预示着石墨烯材料将成为一种新的动力源，其能量将远高于光压产生的能量。在未来，石墨烯可能会为Ad Astra和卫星变轨提供无尽的动力。

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由于石墨烯的优越特性，业界预计未来5至10年全球石墨烯产业规模将超过1000亿美元。更有乐观者认为，石墨烯的潜在市场规模至少在万亿元以上。就目前情况来看，石墨烯市场化最大的障碍是市场需求和价格。石墨烯未来的产业化还很遥远，需要政府的支持和R&D人员的开拓创新。相信通过共同努力，石墨烯会在更多领域大放异彩。