作為當前最薄、強度最大、導電導熱性能最強的新型納米材料，石墨烯被譽為“黑金”，是當之無愧的“新材料之王”。石墨烯不僅是電子產業的新星，應用于傳統工業的前途也不可限量。其應用方向：海洋防腐、金屬防腐、重防腐等領域。石墨烯具有良好的導熱、導電性能。然而利用石墨烯其研制生產的柔性石墨烯散熱薄膜能幫助現有筆記本電腦、智能手機、LED顯示屏等，石墨烯能有助于大大提升散熱性能。在各國的積極研究下，石墨烯的科學技術突飛猛進，一路高歌，下面筆者就一一解讀今年下半年熱門的新型石墨烯技術。

石墨烯使普通紙變為柔性顯示器

2016年8月，土耳其比爾肯大學研究人員將一張普通的打印紙夾在兩層石墨烯膜（由多層石墨烯構成）之間，使其變成了一種柔性電子顯示器。他們還將石墨烯排布成多像素模式，把紙折成三維形狀，在上面打印出彩色圖案，展示了不同于晶片技術的另一類效果。

研究人員發表在《光子學》雜志上的論文稱，目前要制造紙上光電子器材還有很大挑戰，因為紙表面粗糙，與光學材料不相容。而他們是把石墨烯作為一種電配置光學介質，通過給紙上石墨烯施加偏置電壓，觸發石墨烯間的離子間層，使其光吸收性發生改變，從透明變黑或從黑變透明。論文作者柯斯昆·可卡巴什說，這個系統可作為一個框架，把普通打印紙變成光電顯示器。

中科院研制出高性能石墨烯鋰電池

2016年10月，中國科學院合肥物質科學研究院智能機械研究所劉錦淮和黃行九課題組的副研究員劉金云等在研制高性能石墨烯鋰離子電池方面取得新成果，研制了具有高容量長壽命的三維石墨烯納米復合鋰離子電池材料。

劉金云等通過美國伊利諾伊大學香檳分校和中科院合肥研究院合作，研制了一種基于三維石墨烯的復合電池材料，具有高的活性材料負載量、短的離子電子傳輸路徑，而且電極材料組裝成電池不需要使用任何粘結劑和導電劑等添加劑，電池具有高容量和優良的循環穩定性。研制的三維石墨烯/五氧化二釩電池正極材料，在12分鐘完全充/放電條件下，循環2000次后電池容量大于200mAh/g（大量文獻報道小于1000次、容量普遍低于150mAh/g）；而且1分鐘充電的容量，達到商用和文獻報道的大于5分鐘的相近容量。此外，該三維石墨烯復合電池材料結構設計還可以應用于鋰離子電池負極材料，比如研制石墨烯/硅復合負極，展現出良好的通用性。

基于石墨烯器件的微波光電探測器研發成功

2016年12月5日，韓國大邱慶北科技學院（DGIST）和瑞士巴塞爾大學的研究人員開發了一種能夠在微波波長上工作的新型石墨烯光電探測器。這一點與僅能夠探測從近紅外光到紫外光波長之間，即可見光波長范圍內的石墨烯光電探測器截然不同。

在這項發表在《納米快報》（NanoLetter）雜志上的文章中，研究團隊研究了布置在pn結中的雙層石墨烯的微波吸收能力，pn結即p型和n型半導體連接在一起形成的節點，它是許多我們熟悉的電子設備的基礎。

研究人員能夠通過測量電極之間的溫度差來檢測光電流，從而確認它們確實制造出了微波光電檢測器。基本上，隨著在石墨烯p-n結中產生的電子-空穴對數量越來越多，p-n結的溫度增加。

研究人員似乎正在考慮將這種微波光電探測器用于可穿戴設備和柔性顯示器。鄭敏宇補充說：“通過開發新的應用設備，如使用單一基于石墨烯的大面積微波光電探測器，我們將對其進行進一步的研究以提升可穿戴設備和柔性顯示器的性能表現。”

石墨烯表面波探測技術發布可幫助聾啞人“說話”

2016年12月6日，中國最早從事石墨烯技術研發的企業北京碳世紀科技有限公司召開技術發布會，發布全球首個石墨烯高端產業應用——“石墨烯表面波探測技術”，這一技術的問世有望掀起全球探測技術革命。石墨烯表面波探測技術是指石墨烯表面形成的波在探測技術方面的應用。該技術可以替代基于傳統SPR技術的探測系統，為科學研究提供更加準確、快捷的數據信息，能夠極大地提高探測技術在科技、醫療、安防等行業中的應用效果，甚至幫助特殊人群完成“不可能完成的任務”。

石墨烯表面波探測技術有多種具體應用：在氣態應用方面，可提供超快、高靈敏濕度探測與氣體特異性檢測。可應用到非接觸、無聲人機交互系統，非接觸、無聲安防系統，聾啞人“說話”系統，重癥監護系統，毒氣、易爆氣體監測，即時、無痛疾病診斷，工業用氣體監測系統等。以聾啞人“說話”系統為例，這一技術可以探測到聾啞人口腔濕度的細微變化，將濕度頻率數據轉換成語言信息，借助音響設備發聲，幫助聾啞人用常人的聲音表達。在液態應用方面，可提供超快、高靈敏分子探測和單細胞檢測，應用到蛋白質工程、制藥工程、癌癥預防、血液檢測、疫苗研發、抗癌藥物篩選、抗癌藥物機理研究等。運用這一技術，可以即時探測到癌癥細胞的一舉一動，可以幫助醫生獲取準確、快捷的病理信息，提高用藥的準確度。在固態應用方面，可提供超快的二維材料厚度測量和二維材料品質鑒定，應用到石墨烯的測量與鑒定、其他二維材料的測量與鑒定，以及單分子層、膜材料的測量與鑒定。

石墨烯制作高敏感傳感器可廣泛應用于醫療儀器市場

日前，愛爾蘭都柏林大學和英國曼徹斯特大學研究人員宣稱已利用橡皮泥制作出一種高敏感傳感器，并將研究成果發表于《科學》雜志。研究人員Coleman教授表示，實驗所用的橡皮泥其實并沒有什么玄機，只是普通的有機硅聚合物，只不過是在其中內置了1納米厚的石墨烯薄片。這種新型裝置叫做G-putty。

研究人員稱，石墨烯納米片在橡皮泥中會產生微小的帶電導體網絡，論文中的數據顯示當加入的石墨烯達到總體積的15%時，導電性約為0.1S/m，并且其粘彈性可以保持很久。將G-putty與電機和計算機相連就可以測量裝置的電阻，而且石墨烯對于環境變化具有極高的敏感性，在輕微的變形或者壓力下裝置的電阻值會急劇增加，靜止后電阻又恢復到原始值。據實驗數據可知其靈敏度約為市面上最便宜的金屬傳感器的250倍。

相比目前的設備，石墨烯氣體傳感器生產成本很低，但同時也具有選擇性低和水中毒等劣勢，它們限制了石墨烯在此方面的應用。石墨烯現階段可能最適合應用于生物傳感器中，據中科院文獻情報中心研究人員介紹，石墨烯用于生物傳感器領域研究的重點集中在石墨烯電化學生物傳感器以及石墨烯光學生物傳感器。統計數據顯示，全球共有85個國家和地區開展了石墨烯用于生物傳感器的相關研究，其中中國SCI發文量位列第一。但也有研究人員表示，石墨烯生物傳感器尚處在實驗室階段。

癌癥檢測或將添加到石墨烯的潛在應用列表中

研究人員發現，腦細胞和石墨烯發生相互作用后，能夠區分出活躍的癌細胞和普通細胞。研究人員稱，這與石墨烯的導電性能相關。石墨烯由單層碳原子組成，所有的原子共享位于表面自由移動的電子云。當石墨烯接觸到癌細胞時，活躍的癌細胞使得石墨烯中分布的電荷重新排列，將導致導致其表面更高的負電荷，并且釋放更多的質子。

UIC化學工程學系的VikasBerry表示：“石墨烯是目前已知的最薄材料，因此對于其表面發生的任何情況都會非常敏感。癌細胞與石墨烯的交互使得石墨烯中分布的電荷重新排列。這樣改變了原子振動的能量，同時這種變化也能被拉曼光譜儀檢測到。”

研究人員表示，使用這種技術他們能夠區分出健康細胞及膠質母細胞瘤細胞。膠質母細胞瘤是成年人中最常見并且最具侵襲性的一種惡性腦瘤，這種疾病具有生長快速易于擴散的特點，只有30%的患者活到兩年以上。

Berry稱：“一旦病人進行了腦部腫瘤手術，我們將可以使用這種技術來觀察腫瘤是否復發。為了達到這個效果，我們需要可以和石墨烯互作用的細胞樣本，來觀察癌細胞是否還在。”目前研究人員已在小鼠的癌癥模型上進行研究，他們稱結果顯示這是一項非常有前途的技術。