石墨的应用
在高端装备制造领域，石墨用作原子弹反应堆中的中子减速剂和防护材料。柔性石墨用于原子能阀门密闭；制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料，人造卫星上的无线电链接和导电结构材料等。
在新能源制造领域，核能用高温气冷型燃料基体材料需用天然鳞片石墨，利用石墨良好的导电性制成太阳能电池、风力发电储能用电池, 此外以天然石墨为原料，生产锂离子电池、新型动力电池、超级电容，用于混合动力汽车、电动汽车、太阳能汽车等领域。
在信息技术领域，石墨锂电池用于通讯基站、笔记本电脑、手机等充电器，石墨烯超级电容为电信和数据通讯提供能量储存，石墨烯还可制成可折叠的显示屏，未来石墨烯用于计算机芯片，制造下一代超级计算机。
在新材料领域，石墨与其他元素的复合材料，应用于海洋、化工等领域的石墨烯重防腐涂料，新一代石墨烯无机粉末涂料，用于不粘锅涂料及LED灯具的石墨烯导热涂料等。
“黑”科技—石墨烯
石墨烯的出现，在科学界激起了巨大的波澜，吸引了世人的目光。世界各高、精、尖领域都出现石墨烯的身影。也促使天然石墨产业现代化发展日新月异，石墨也成了众多“黑”科技的原材料。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，在实验中成功地从石墨中分离出石墨烯，从而证实石墨烯可以单独存在，两人也因此获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨也一跃成为当今炙手可热的重大战略资源。
石墨烯作为目前发现的最薄（0.142纳米）、最坚硬、导电导热最快的材料之一，被广泛用于现代高科技领域。一支铅笔在纸上留下的痕迹，可能都会有几倍甚至十几倍的石墨烯的厚度。
石墨烯以其独特的力学和电学特性被称为“神奇材料”，中国科学技术大学吴恒安教授团队与诺奖得主的英国曼彻斯特大学安德烈•海姆教授课题组合作，在石墨烯功能材料研究方面取得突破性进展，发现了氧化石墨烯薄膜具有精密快速筛选离子的性能。山西大学激光光谱研究所陈旭远团队，利用等离子体增强化学气相沉积工艺合成了高达80微米的超高竖直石墨烯，并应用于超级电容器中，展现出了优越的电化学性能及储能能力。
美国、中国、欧盟、日本、印度等国家将石墨作为“关键矿产”或“战略性矿产”。有研究人员预计2030年中国石墨需求将会达到138.7万吨。石墨资源的开发备受世界矿业界关注，石墨的深加工和有效利用日益成为国际新材料领域的科技前沿，石墨成为21世纪名副其实“黑”科技的源泉。
文章来源自《地球》杂志2021年第六期 有删减
