石墨烯的应用前景怎么样？
想详细了解一下。
根本没有任何前景，几十年内任何对石墨烯应用落地的期望都是空想。
首先你想想为什么石墨烯当年能得奖？是因为它有什么大好的应用前景吗？诶，你别说，有一部分原因还确实是，感兴趣的可以亲自看一下诺贝尔官网上对2010年诺贝尔奖的评述和背景分析。你再看看现在各种XXXXNano、XXXXmaterial上发的东西，对比著看你就知道为什么我说没有什么落地的期望了。
The Nobel Prize in Physics 2010?www.nobelprize.org
其实任何热门领域都是这样的，好比隔壁机器学习，一开始都吹的巨牛逼，但是其实大家都涌进来以后很快就会发现里面的桎梏。其实在曹原18年那两篇nature出来以前这个领域的内容基本就快si光了，属于热度到谷底阶段的时期了，这两篇文章下去，又把这个领域给盘活了。但是我个人觉得，其实曹原的文章的开创性不在石墨烯本身上，而是如果我们将两个二维周期性结构以特殊的方式叠放在一起我们就可以通过这两个解构之间的夹角来调控解构整体的物理性质。曹原的文章出来以后其实你也可以看到各种其他的文章是将这种二维周期性的解构叠在一起加一个倾角来调整性能的，比如我自己就见过做二维光子晶体用这种方式去做一种新的光学器件的文章。但是有人就是不明白这个道理，非要跟石墨烯较劲，你自己不明白就算了，现在已经发展成一个不明白的带著一群不明白的人越来越走在一条走不明白的路上。
所以本来有关石墨烯的研究的目的都是通过石墨烯来认识二维体系的性质，大家是冲著二维结构来的，不是冲著石墨烯来的，是冲著形而上的东西来的，不是冲著形来的。以各个材料系为首对石墨烯的各种折腾希望石墨烯能导热导电取代现有工业材料变身金刚葫芦娃一跃带人类开启下一次工业革命进入后后后现代社会从一开始就是材料系物理知识不扎实而导致的一个误会，你说你通过一个误会能得到什么呢？你只能得到一个更大的误会。
泻药~
石墨烯应用就是吹的上天，但是落地应用很难得物种。查文献那是无数的paper，淘宝上已经很多石墨烯的产品，从耳机、锂离子电池、华为散热到内衣，吹得都能上天，其实那些和石墨烯啥关系都没有，严格的按照石墨烯的定义，八杆打不著啊，撑死算石墨微晶或少层石墨。
另外一层，石墨烯有应用场景如透明导电薄膜，但是成本太高，落不了地。还有一些器件级应用，一样成本和稳定性都有待解决。
真正的石墨烯应用，还要很长时间来发展。另外吹得绝大部分应用前景最后都会打水漂，大浪淘沙，留下什么真金，现在还没有人可以说出来。
还有现在有不少石墨烯吹的应用，其实传统材料已经做的很好了，成本也很低，石墨烯的出现并不能取代这些传统材料，或者说竞争力很低。
最烦嫌的就是滥用石墨烯概念来大忽悠的人。
有纳米忽悠纳米，有量子概念忽悠量子，好多其实和石墨烯一点关系都没有，只是炒作。
刚进入这个领域不久，谈谈自己的拙见：
石墨烯第一应用：首当其冲就是电池领域的应用
石墨烯电池并非整个电池都用石墨烯材料制作，而是在电池的电极或浆料使用、添加石墨烯材料。
一般来讲很多非专业的童鞋会有一种错误的认知，就是石墨烯电池厉害是由于用它能跑很远（能量密度高）。
其实主要是石墨烯在电池中可以有效降低电池内阻，提升电池倍率、充放电性能和循环寿命，并且电池的弯折对充放电性能没有影响。
首当二冲就是锂离子电池
为啥是锂离子电池，因为它有病，啥病？可逆比容量低、倍率性能差、低温性能差、循环寿命短及安全性能较差。
咋治？π电子的离域键和离域晶格赋予石墨烯良好的导电性载流子和传热性质。因此，石墨烯被认为是锂离子电池的理想电极材料。
石墨烯的使用不仅改善了锂离子电池的电化学性质，而且还改善了电极材料和电池的导热性。
石墨烯第二应用：石墨烯功能涂料
石墨烯涂料技术是较为成熟的一种技术，国内已有多种石墨烯涂料产品实现应用。
很明显石墨烯能变成涂料，与其在光学、电学、热力学及摩擦学中的优秀表现密不可分。例如，石墨烯特殊的二维片层结构，有良好的化学稳定性，在涂层中层错排列不仅可以阻挡腐蚀介质的渗透形成物理阻隔，而且石墨烯的表面很大，应用较少的石墨烯就可以起到有效的阻挡和物理屏蔽作用。
同样由于石墨烯具有独特的二维层状结构，分散于散热涂料中，可以延缓有机涂层受热产生的变形和流动，而且石墨烯的层内高导热系数特性，确保热量快速分散于整个片层。
同时，石墨烯的层与层之间导热性很差，这样对于里外隔热的效果是很好的，使涂层内外表面具有较大的温度梯度，有助于保护温度敏感设备，如果应用在保暖衣服上是不是很爽？另外，石墨烯掺杂磁性粒子可以确保材料同时具有导电性与强磁性，可很好地与电磁屏蔽等特种功能涂料相结合。
石墨烯第三变：石墨烯复合材料
石墨烯复合材料原理其实与石墨烯功能涂料是一样的道理。只不过涂料的表现更趋向于石墨烯的特性，而石墨烯复合材料更多的是对被复合材料某种性能的提升。那么他们是怎么的一种相互存在方式呢？如果把石墨烯看做是A，把要复合的第二组分材料称作为B那么：
（1）负载式（手拉手-冰糖葫芦）B往A身上凑，A拉著B
（2）包裹式（包饺子）A把B紧紧裹住，深怕B受到外界影响变了形。
（3）内嵌式（嗯，有点像将一把麦片（石墨烯）撒入一堆黑芝麻（第二组分复合材料）中的感觉）
（4）层状式（三明治）石墨烯第四应用：石墨烯膜
石墨烯膜的主要应用方向为电子产品（柔性显示屏）、筛选工具。
柔性显示屏（柔性好，易于弯曲，妈妈再也不怕我的手机摔坏了~）
氧化石墨烯薄膜对离子有很强的选择特性，可以快速筛选离子，此筛选效应不仅对离子尺寸要求非常精准，而且要比经典的浓度扩散快上千倍渗透特性，这使其不仅在污水处理，作为渗透膜应用于海水淡化等方面也具备很好的应用前景。
石墨烯第五应用：石墨烯电子产品
石墨烯的发展前景广阔，在电子产品应用领域展望一下：
因其具有吸引力的温室道场效应，适合在电子工程领域开发和深入研究，可增强主电路开关的时效性，缩短了开关的时间，加快了响应的速度，在石墨烯上集成整个电路，有效的减小集成体积。
石墨烯第六应用：石墨感测器
石墨烯有著独特的物理属性，是一种稳定的材料，有著良好的机械拉伸性与电子属性，从而使得其在很多感测领域有应用，同时由于每个原子与感应环境相接触且石墨烯的电学属性可以通过这种接触而改变，因此基于石墨烯的纳米结构在感测器领域有极大的前景。
墨勃氏认为石墨烯感测器最大的优势就是灵敏，怎么说呢？
就好比一个人放了一个几十毫升的臭屁，你的鼻子才有可能闻到，如果不臭你很有可能还闻不到。但是要是你鼻子装了石墨烯嗅觉感测器那就不一样了，即使对方放了一个分子的屁，只要这个分子被你的感测器捕捉到，你也能知道他放屁了。
石墨烯第七应用：石墨烯生物医学应用
早在2012年的时候， 美帝科学家研究出一种能探测人体体内病菌的牙齿晶元，这是由石墨烯材料制作的平面电子晶元感测器，将其安装在牙齿表面，可在病人一呼一吸间搜集口腔内的细菌信息，通过内置的无线网路将信息传送至计算机中，医务人员可分析细菌是否有进一步感染和扩散的可能。
在现阶段的生物医学角度来讲，我们伟大的技术人员已经能通过石墨烯完成基因递送、生物感测器制作、癌细胞显影以及其他有关的骚操作 。
另外石墨烯材料在心血管预防和治疗、人工智慧以及医疗器械结合、改善人体生物钟和深度睡眠中也在不断探索中，一些领域也取得了丰硕的成果。
石墨烯第八应用：石墨烯环保材料
石墨烯，尤其是氧化石墨烯，表面包含大量的活性官能团，如羧鸡、羟鸡、羰鸡等，比表面鸡巨大。
因此吸附能力很强，对污水的微污染物具有良好的去除能力；同时它作为吸附剂使用时，石墨烯的质量要求不是很高，降低了实际应用的难度。
氧化石墨烯对污水中的氟离子、铅、铜、镉离子和有机物都具有良好的吸附去除能力，吸附效率高、吸附容量大，已有研究表明，石墨烯对汞的去除能力比其他吸附剂高5倍，对铅的吸附量是活性炭的10倍之多。
石墨烯第九应用：石墨烯催化剂
石墨烯是理想的催化剂载体，除了光催化和电催化，石墨烯基复合材料在氢化和氧化等方面也有广泛的应用。在催化领域中，石墨烯的不完美褶皱以及表面缺陷恰巧使得它能更好的应用于催化领域。所以呢，应验了一句话：一坨
存在于这个世上，也都是有它的价值的。我们又何必自己瞧不起自己呢？
最后：很多产品都还是在实验室阶段，为了使石墨烯广泛应用到生活中，同志们尚需努力，还需要进一步探索其制备方法与应用技术，以实现大规模量产化。其优异的力学、光学、电学性能、良好的生物相容性及优异的存储性等势必会使其在更高端的应用中大放光彩，如晶元、太空电梯、生物材料及新型存储器、感测器等方面展现出更加诱人的应用前景。
在相关领域的工业界带领过几年研发团队，从行业发展现状的角度来描述一下。
先上结论。长远看石墨烯的应用前景肯定是光明的，但走向大规模应用的道路也比较曲折。
首先从国家政策层面看，石墨烯不仅是二维材料的代表，而且也是二维材料家族中唯一初步解决了稳定性和规模化生产问题的材料，相信中/欧等国还会继续不遗余力地投入其中。过去几年，中国在石墨烯产业化方面投入了大量的政策，吸引了不少社会资金；再加上适逢国内产业升级，制造企业热衷于尝试新材料和新概念，而中国人又工作勤奋努力，现在国内的产业化已明显比国外快。去年参加国内外相关展会的时候，能感觉到在应用速度上已经有明显的差距。
从应用方向上来看，石墨烯的应用领域主要集中在导电导热领域。在传统产业中，非金属材料（如高分子和陶瓷等）要达到一定的导电或导热性能，必须添加大量的相应填料。石墨烯粉体的比表面积一般为200~600 m2/g，在基体内形成导电导热网路的效率比传统的炭黑、碳纳米管高，所以在市场竞争中凸显出来，已经在某些领域形成了大规模应用。例如，华为自2018就推出利用石墨烯散热的手机Mate 20X，OPPO于2019年底跟进，小米昨天发布新机小米10时也提到了石墨烯；比亚迪等电池厂家早就利用石墨烯导电剂提高电池的使用性能。因为工业领域的大规模应用一般要经过下游企业长期（至少1~2年）的性能验证和质量管控，还要考虑性价比的问题，所以通过这几个例子可以认为石墨烯已经有比较光明的应用前景。
在高分子领域，工业界越来越重视性能和多功能，也让石墨烯受到不少关注。传统的高分子填料一般只能提供单一功能，而且添加量有时提高到40%以上，严重影响高分子的其它性能。这种场合下石墨烯高比表面积的优势就能发挥出来，较小的添加量就可以同时增强高分子的导电导热性能、力学强度、甚至阻燃和抗菌性能等。多说一句，个人认为随著AI和自动化程度的发展，对高强度、高耐疲劳、高可靠性的多功能材料的需求会越来越强烈，这也是以后石墨烯复合材料的机会。
尽管石墨烯材料在部分领域已得到大规模应用，实际应用过程中还有相当多的问题需要解决。比如石墨烯材料的定义（目前鱼龙混杂、有大量炒概念的）、行业标准、使用瓶颈（不一定能顺利嵌入到下游企业的生产过程中）等，甚至在材料制造方面都还有大量的未解之谜（如反应过程机理、制造过程中的批次稳定性控制、质量标准与使用性能数据间的非对应关系等）。考虑到一个新材料在10年之内就从实验室走到产业化，同时还巨大的机遇在其中，很多人都认为这正是企业或个人置身其中的机会，也相信石墨烯的前景比较光明。
限于时间只能略作阐述，欢迎留言讨论。
REF: https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs40843-019-9462-9
特种应用挺多的，现在所知国内有几家的技术已经比较先进了。
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