石墨烯 20 周年并通过商业化来庆祝

2024 年是最初分离石墨烯的 20 周年纪念。在 2010 年获得诺贝尔物理学奖之前，曼彻斯特大学于 2004 年首次分离出石墨烯。自石墨烯分离以来的二十年间，石墨烯一直被炒作得沸沸扬扬，被冠以 “具有超强性能、能够推动社会技术变革的神奇材料 “的称号。实际上，石墨烯市场迟迟未能进入成熟期，迄今为止在商业应用中的普及程度有限。随着石墨烯的问世进入第 21 个年头，这种前景是否开始改变？

IDTechEx 已经对石墨烯市场进行了十多年的报道，对石墨烯和其他二维材料的技术和商业进展进行了独立评估。他们的市场调研报告《2024-2034 年石墨烯市场和二维材料评估：技术、市场、企业》包含详细的 10 年石墨烯市场预测，基于 80 多家主要企业的简介，并对石墨烯的许多终端应用市场进行了广泛深入的报道。

先进材料展于 2024 年 5 月 15 日至 16 日在英国伯明翰国家展览中心（NEC）举行。在此次博览会上，可以看到石墨烯尚未成为商业上可行的产品这一说法开始出现转变。往年，石墨烯供应商通常会展示所提供的各种材料，通常会展示一些装满黑色粉末的玻璃瓶。在 2024 年的展会上，IDTechEx 看到多家供应商展示了准备投入商业应用的实际产品。与所有有关石墨烯的讨论一样，由于石墨烯材料的多功能性可用于多种应用，这些有形产品的广泛性引人注目。在本文中，IDTechEx 将讨论一些新兴的石墨烯增强产品，其应用领域包括汽车、建筑等。

汽车

Haydale 公司（英国）是利用等离子体方法生产功能化石墨烯的老牌制造商，并已开发出一种用于加热应用的功能化石墨烯墨水。该公司在展会上展示了一种用于汽车的加热器垫，据称其能效是普通金属丝加热器的六倍。Haydale 的解决方案包括直接在汽车级皮革上印刷加热器。平行加热系统存在多个故障点。加热垫加热均匀，降低了设备的工作温度，从而将座椅表面加热到 43 度，耗电量仅为 15.2 瓦，而标准系统的耗电量为 88 瓦。Levidian 公司（英国）是一家提供石墨烯和低碳氢生产模块化系统的公司。在 2024 年先进材料展上，Levidian 展示了一款石墨烯强化汽车轮胎。在展会之外，环法自行车赛和西班牙维埃拉自行车赛的前几届冠军都使用了 Vittoria（意大利）公司生产的石墨烯增强型轮胎，该轮胎声称可降低滚动阻力，同时增强穿刺保护。

结构

Versarien 公司（英国）是石墨烯增强三维混凝土打印（3DCP）的领先企业。据 IDTechEx 称，这种材料的主要优点是机械强度提高了 30%，同时由于石墨烯的阻隔特性，进水量减少了 50%。石墨烯还能缩短混凝土的固化时间，从而可以打印下一层混凝土。Versarien 公司之前推出了 “月球”（Lunar）项目，该项目由生活方式舱组成，被描述为适合用作 “办公室、工作室、健身房或休闲室 “的花园空间。Vector Homes（英国）是一家清洁技术初创企业，提供可持续的低成本住宅，重点利用羊毛等可回收材料。IDTechEx 展示了其再生外墙保温材料 (EWI)，通过浸涂工艺有可能利用石墨烯的抗静电特性。

其他应用

英国石墨烯复合材料公司（Graphene Composites）开发了一种石墨烯增强型防弹盾牌，该盾牌以石墨烯-气凝胶复合材料为基础，包裹在聚乙烯外层中，主要优点是重量轻而性能不降低。经过测试，该防护罩超过了美国 NIJ 标准 0108.01 三级步枪防护标准，重量仅为 9 千克，是一般三级防护罩重量的一半。由于石墨烯的热特性，该防护罩还能隐藏用户的红外线痕迹。这对于避免热成像检测特别有用，随着无人机技术在现代战争中的应用，这一点正变得越来越重要。

IDTechEx 与 Hydrograph（加拿大）进行了交谈，了解到该公司的旗舰石墨烯产品（FGA-1）已由 Hawkeye Bio 成功试用于一种生物医学传感器，旨在早期检测肺癌。 该传感器检测的是酶活性，而非典型传感器检测的酶数量，从而改进了对癌症或自身免疫等炎症疾病的检测。据介绍，Hydrograph 材料 “99.8% 的高纯度和一致的几何形状 “是高灵敏度传感器试验成功的关键。

碳纳米管

值得注意的是，2024 年先进材料展上展示的产品通常会带来石墨烯的小批量订单，行业仍在等待杀手级应用的出现，以推动市场走向全面成熟。有人曾多次认为，混凝土行业可能会成为这个大批量市场，但应该指出的是，3D 打印混凝土市场在全球建筑材料市场中只是一个极小（几乎可以忽略不计）的利基市场。

这一点可以与碳纳米管（CNT）市场并列，碳纳米管作为一种导电添加剂已在当前一代锂离子电池中找到了杀手级应用，不仅在过去几年中迅速扩大了生产规模，而且主要炭黑生产商在进入碳纳米管市场时也开展了大量并购活动。IDTechEx 广泛报道了碳纳米管市场，有关锂离子电池和其他应用领域使用案例的更多详情，请参阅《碳纳米管 2023-2033》报告：市场、技术和参与者》。

有关石墨烯或碳纳米管市场的更多详情，包括按应用领域进行的细分，请参阅 IDTechEx 报告《2024-2034 年石墨烯市场和二维材料评估：技术、市场和参与者》和《2023-2033 年碳纳米管：市场、技术和参与者》：市场、技术和参与者》。所有 IDTechEx 报告均提供可下载的样本页。

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