石墨烯发展受困--原因何在？

扫描电镜下的石墨烯，是一种碳原子组成的六边形结构。石墨烯导电性强、可弯折、机械强度好，未来的神奇材料。它在保护涂层弯折电子元件，超大容量电容器，极大的改变我们的生活与世界。与此同时，石墨烯有许多问题我们仍无法解决，这使得石墨烯的前景备受怀疑，今天我们来梳理一下石墨烯发展的问题所在。

问题一:提取困难

市面上已经有许多方式可以提炼出石墨烯材料，如微机械剥离法，外延生长法，化学气相沉淀CVD法和氧化石墨还原法在内的众多制备方法，但目前仍不能满足产业化的要求。特别是产业化要求石墨烯制备技术能稳定低成本地生产大面积、纯度高的石墨烯，这一制备技术上的问题至今尚未解决。

石墨烯提取方式之一

这些办法为什么做不出高质量的石墨烯？举个例子。虽然一片石墨烯的中央部分是完美的六元环，但在边缘部分往往会被打乱，成为五边或七边。这就造成了石墨烯并不真的是完整的，这些畸形环不但分布在边缘，还存在于每一片这样做出来的石墨烯内部，成为结构弱点且容易断裂。更糟糕的是，石墨烯的这种断裂点不像多晶金属那样会自我愈合，而很可能要一直延伸下去。结果是整个石墨烯的强度要减半。

问题二:电性能

石墨烯一个有前景的方向是显示设备——触屏，电子纸，等等。之前也开发过新型石墨烯电池，但是也只是将石墨烯混入到金属器中，那么为什么我们不能干脆抛弃金属，全用石墨烯呢？

石墨烯导电性剖析图

由于石墨烯的导电性过好，它没有这个带隙，只能开不能关。只有电线没有逻辑电路是毫无用途的。所以要想靠石墨烯创造未来电子产品，取代硅基的晶体管，我们必须人工植入一个带隙——但是简单植入又会使石墨烯丧失它的独特属性。这造成了石墨烯目前是无法在现有阶段生产。

问题之三:环境风险

石墨烯产业目前最成熟的产品之一它很便宜，但很可能对人体造成一定的危害之前研究者刚发现它在地表水里非常稳定、极易扩散。虽然现在对它的环境影响下断言还为时太早，但这的确是个潜在问题。

石墨烯在水中极易扩散

石墨烯确实是世界上不可多得的新型材料，但是那些依赖于高纯度石墨烯的产品可能还要数十年才能开发出来。对于它能否取代现有的产品线。我们需要耐心等待。