▲
小烯导读
能源问题是21世纪人类面临的最严峻的问题之一，发展新能源已成为全球共识。石墨烯是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料，被誉为 “新材料之王”。当石墨烯邂逅新能源，将碰撞出什么样的火花？我们又改如何把握、发掘这千载难逢的机遇呢？
本文来源：新经济瞭望，作者牛禄青。
能源问题是21世纪人类面临的最严峻的问题之一，发展新能源已成为全球共识。石墨烯是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料，被誉为 “新材料之王”。当石墨烯邂逅新能源，将碰撞出什么样的火花？我们又改如何把握、发掘这千载难逢的机遇呢？
3月29日，由中关村石墨烯产业联盟主办、宝泰隆新材料股份有限公司冠名支持的 “石墨烯+新能源”专题研讨会在北京召开。此次研讨会由中科院院士、北京大学教授刘忠范担任大会主席，吸引了近300名来自全国各地的石墨烯原材料企业、储能电池企业以及高校和研究院所的代表参加。
李克强总理在今年的政府工作报告中提及要全面实施战略性新兴产业发展规划，加快新材料产业发展，鼓励使用清洁能源汽车。对于石墨烯行业来讲，这无疑是重大的利好消息。
“作为新材料的重中之重，石墨烯面临着难得的发展机遇，现在正处于产业化应用的前夜，与新能源结合一定有光明的未来。”在“石墨烯+新能源”专题研讨会上，中科院院士、北京大学教授刘忠范郑重表示。
中科院院士、北京大学教授刘忠范致辞
作为神奇的材料，石墨烯将是未来电池的关键，也可能重新塑造可穿戴设备和各种传感器。石墨烯会让可穿戴设备迎来革命吗？不是没可能。
石墨烯是一种超薄的碳晶体，仅有一个原子厚，同时其强度是的钢铁的200倍，并拥有极强的柔韧性，另外它还是极好的导热、导电体。石墨烯的优越性能非常适合穿戴设备。
目前可穿戴设备面对的一大挑战便是简便性和佩戴性。大多数智能手表仍显笨拙，手环也不够漂亮，更不用说外星人般的智能服装了。此外，在穿戴设备中使用的材料，要么像银纳米材料太贵，要么导电性不够高，不足以应用于辐射，比如导电聚合物。
而石墨烯则可以改变这一切。凭借其超薄、柔性、坚固的特色，可穿戴设备无疑有更多设计研发空间，让可穿戴设备变得更加小巧、灵活、耐用、美观并适合穿戴。石墨烯导电油墨能以非常廉价的大规模生产方式打印在衣物、纸张等不同材料上。
石墨烯还是一种高效的超级导体，这意味着它可以应用在电池领域。事实上，近年来关于石墨烯电池的研究一直在进行中，科学家们的终极目标是开发出低成本、高稳定、轻量级、电池寿命为锂电池20倍的石墨烯电池，应用在智能手机及其他移动设备上。可以想象，石墨烯电池能够解决目前智能手表、智能手环续航力过短的问题，这也将极大改善可穿戴设备的使用体验。
在“石墨烯+新能源”专题研讨会上，北京石墨烯研究院执行院长魏迪做了题为《石墨烯在智能可穿戴能源器件中的应用》，详细介绍了用于可穿戴技术的单分子石墨烯电池、基于氧化石墨烯的打印电池、基于石墨烯墨水的电池等最新研究成果。魏迪博士指出，可穿戴能源器件的首要要求是安全性和能量密度，石墨烯优异的物理机械性能、高导热性、高散热性是可穿戴能源器件的良好载体。
英国曼彻斯特大学的研究者用实验证明，低价，柔软的无线通信器件如移动电话、健康状况传感器等，可以直接打印在衣服上甚至皮肤上。这一发表在《科学报告》上的突破性的成果显示，由于高导电性以及突出柔软性，石墨烯在可穿戴电子应用中非常重要。这一研究为智能无电源的健康监测、手机等联网设备与衣物融合，以及“智能皮肤”等应用方面开辟了新的道路——打印石墨烯传感器可以与其他二维材料集成贴到皮肤上用以监测温度，压力及湿度等各种信息。
在医院，患者在手臂上带上一个打印石墨烯的射频识别标签。这一标签与其他二维材料结合在一起，能够感应患者体温，血压等信息并自动传回读取器。医护人员能够无线监控患者状态，这将大大简化患者的护理。在疗养所，无需电源的打印石墨烯传感器能印在老年人衣服上。这些传感器可以感知收集老年人健康状况，并传回监测点从而被实时监测到，这将有助于实现远程医护并提高生活质量。
据报道，澳大利亚斯威本大学（Swinburne University）的研究人员借助3D打印的石墨烯薄片，发明了一种全新而应用广泛的能源存储技术，由于这种技术制造出来的电池可以既柔软又薄（像普通打印纸那样薄），而且容量又大、充电快速，其在新能源汽车、可穿戴技术领域应用广泛。
随着信息化战争和多样化军事斗争的加速来临，现代战争已经远离了刺刀见红、铁甲洪流的大战争场景，路边炸弹、自杀式袭击、细菌邮件和化武包裹造成的突然袭击令人防不胜防，城市争夺、反恐作战以及各类巧妙伪装的武器和敌人如同阵阵迷雾。能够有效破解这场战争迷雾的，当属太赫兹技术。
在“石墨烯+新能源”专题研讨会上，清华大学教授朱宏伟做了题为《石墨烯材料在光电应用中的关键作用》的报告。朱宏伟教授针对目前石墨烯在太阳能电池、光电等领域的应用研究做了详细报告。他表示，通过类比硅材料的发展史，石墨烯的发展可以从中借鉴很多经验，目前石墨烯在光伏、光电领域的应用与在锂电池等领域相比还很不成熟，主要原因是由于高质量、大面积的单层石墨烯薄膜规模化制备技术还不成熟，业界还需要努力。最后，他特别指出，石墨烯在太赫兹领域具有广阔的应用前景。
太赫兹技术的核心是太赫兹波，一种频率从0.1-10THZ、波长从3毫米到30微米、介于毫米波与红外光之间、频谱范围相当宽广的电磁波。太赫兹具有辐射小、透射性好、通信传输容量大等突出特点，在医学成像、雷达探测、电子对抗、电磁武器、通信技术、安全检查等国防和民用领域具有广泛的应用前景。例如，相比检查癌症的核磁共振，太赫兹不仅对人体没有伤害，精确度高，且成本大幅度下降。
正是由于太赫兹技术巨大的应用前景，美国、欧洲、俄罗斯、日本等在太赫兹技术研究上蜂拥而至，投入巨资。早在2004年，美国就将太赫兹技术列为改变世界的十大技术之一，启动太赫兹成像阵列技术研究，并在随后启动了太赫兹电子学研究计划，迅速推动了基于太赫兹的半导体技术、太赫兹高分辨率成像技术等方面的研究发展。目前，美国已经研制成功便携式远距离太赫兹成像雷达和放大器集成电路，将在小孔径通信、高分辨率成像、提高爆炸物探测能力等创新应用领域发挥重要作用。
深圳的石墨烯太赫兹芯片技术处于全球领先水平，并已写入今年的深圳市政府工作报告。据华讯方舟创始人吴光胜去年接受媒体采访时称，已成功做出世界第一块石墨烯太赫兹芯片，“不过，该款芯片成本非常高，芯片实验室成本要20万美元，未达到量产阶段。”
图片来源：人民网深圳频道
