IT产品的未来 硅时代的后继选手:石墨烯

石墨烯改变能量存储和生产

电池的容量和充电速度是一对矛盾体，大容量电池意味着较长的充电时间。实际上如果充电时间缩短到足够短，比如10分钟左右，很多由于续航时间不足而导致无法全天移动办公的情况都不再成为问题。在这一点上，石墨烯有望改变这种情况。

美国普林斯顿大学的一项研究表明，采用石墨烯电极的锂电池，充电时间会大大缩短。一些原本需要2小时才能充满的电池只需要10分钟就可以完成充电过程。这项技术的原理和细节目前暂未公开，但其主要方法是使用超薄的石墨烯薄片来组装电池的电极，利用石墨烯强悍的电流传输能力来加快电流的传输速度。这种技术的成本不高，推广应用后将给移动设备的应用方式带来巨大改变。

石墨烯将可能会改变电池技术，让大容量电池和普通电池的充放电不再成为难题。

改进电池的电极是一方面，另一方面是应用石墨烯巨大的比表面积。电池对比表面积非常敏感，比表面积越大，则化学反应速度和材料利用率就越高。目前电池受限于材料提高比表面积还比较困难，而这又制约了电池容量进一步上升。如果石墨烯得到了有效应用，电池容量将得到质的提升。再结合之前的快速充电技术，收益的不仅仅是目前的手机、笔记本电脑等设备，还有充电汽车、充电自行车等都将得进一步的实用化发展。

除了电池外，在太阳能电池板中石墨烯也有可能大展身手。目前的太阳能电池对光转换频段较窄，而一些新的技术正在开发针对红外线光电转换的太阳能电池板。不过目前很多导电膜对红外线来说透明度很低，因此这项技术也处于“卡壳”状态。但石墨烯的出现，使得可以利用红外线的太阳能电池大规模生产成为可能。石墨烯对红外线透过率极高，可以成为佳的太阳能电池导电膜。相比目前的太阳能电池，应用石墨烯做导电膜的太阳能电池的性能会得到极大提升。从目前的研发进展来看，石墨烯在太阳能电池上的应用是接近实用化的应用之一。

石墨烯给柔性OLED带来新曙光

OLED全称是“Organic Light Emitting Display”，也就是有机柔性显示器。目前，超薄、柔性显示器的研究是业内的热点。如果OLED发展顺利，目前我们所使用的LCD显示器将可能被淘汰。不过OLED除了自身寿命、发光亮度等问题尚需进一步解决外，在控制每一个OLED像素的透明电极上也出现了一定问题。

OLED目前使用的透明电极是氧化铟锡（indium tin oxide，简称为ITO），这种电极采用稀有金属，成本高昂且提炼困难，并且它也是阻止OLED进一步薄型化的桎梏。一直以来，科学家都在寻找ITO的替代品，但没有成功。不过随着石墨烯应用开发的深入，研究者们能使用特殊的生产技术，利用高透光、高导电性的石墨烯替代昂贵的ITO控制每个OLED像素，这样在控制电极上成本可以降低至原来的百分之一，并且更薄、更透明，柔软性也更好。

在技术难度上，目前的问题依旧是如何得到大量可供生产的石墨烯材料，而石墨烯和OLED的结合已经基本成熟。比如目前史丹佛大学的研究团队就宣称已经成功开发出一种低成本的、以溶液为基础的旋转涂布（spin-coating）分布式技术，利用这项技术可以使得石墨烯在OLED中的应用变得较为简单并容易生产。总体而言，石墨烯在OLED上的应用成熟度相当高，也是目前接近实用化的石墨烯应用之一。

石墨烯让触摸面板更大、更好用

目前在石墨烯的应用中，对精度要求不高的应用比较容易获得成功。除了上述的OLED外，在触摸面板的应用中石墨烯也有用武之地。

触摸面板和上文提到的OLED很类似，都需要大规模、超薄和高透光导电材料的介入。目前的触摸面板依旧采用传统的技术，无法制造柔性触摸面板。而石墨烯的引入，在成本很低的情况下，进一步加强了触摸面板的适用范围和性能表现，甚至可以制造柔软的触摸面板，这在未来的电子纸发展上是相当有利的。

不过石墨烯在触摸面板上的应用还存在一些技术难题。其中主要的依旧是大面积石墨烯材料的生产，另外对石墨烯材料的处理、掺杂等也成为研究重点。目前在这方面较为领先的三星，已经开始试制使用采用石墨烯的大屏幕触摸设备了。