石墨烯在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料，甚至被誉为“新材料之王”、“黑金”。

石墨烯作为一种新型材料正逐渐影响我们的生活。石墨烯健康屋就是基于石墨烯发热膜的特殊性，为我们的身体健康保驾护航。

误区：石墨烯发热膜发热慢？

实际：石墨烯发热速度非常快！

碳纤维、电阻丝、炭黑材料等发热，人们感觉升温快、热量足、温度高。而健康屋中的石墨烯发热膜，人体的受热部位体感却是热量舒服（没有烫的感觉）。

那是因为其它材料发热后发射的远红外波长与人体的波谱不一致，温度不易被人体吸收，热量往往会集聚在皮肤表面，使人体明显感受到温度变化。

石墨烯发热可传导到全身，从表皮层到上皮层，最后到真皮层，热量均匀扩散到整个身体。而其他材料发热无传导，局部热量积聚才导致热感明显。

经测试，石墨烯发热膜在通电后3秒即可快速升温，10秒钟即可达到100℃。我们考虑到是人体接触使用，因此将健康屋采用智能化设计，让人体体感舒适度增加。

石墨烯本身具有出色的导电和热传导性能。康烯石墨烯健康屋通过9大发热膜，高效地传递电流，利用石墨烯的特性来实现高效的发热效果，迅速将电能转化为热能，使得石墨烯发热膜不仅可以迅速升温，温度分布均匀、且响应速度快。

误区：石墨烯发热效果被夸大？

实际：石墨烯远红外发热，不简单

大量试验表明：并不是每种发热材料所释放的远红外频率都集中在6—14微米区间，而石墨烯正好在这个区间里。

理想的红外光源材料需要同时满足两个关键条件：高能量输出和易被人体吸收

但现有红外光源受限于维恩位移定律，无法满足这两个条件：

◐在低发热温度下，能量输出不足，热疗效果不显著；

◐提高温度，峰值波长则偏离人体红外吸收窗口，造成辐射-吸收失配。

▲石墨烯远红外打破维恩位移定律

石墨烯，突破热疗的瓶颈，成为理想的红外光源

研究发现，在一定温度范围内，石墨烯的波形不随温度的变化而发生偏移，主要波长范围始终落在6-14μm生命光波波段，能量输出大且高度集中，易被人体吸收，实现辐射-吸收的高度匹配，是理想的红外光源。

▲石墨烯远红外波谱与人体更为接近

石墨烯发热膜的快速升温背后，隐藏着与众不同的温和体验。其独特的非热效应使得人们在使用时能够感受到更加舒适的温度，为人们的生活带来了更多的便利与舒适。

（来源申明：素材和文字来源于网络，侵权请联系我们删除。）

来源：石墨烯快讯

讨论的碳材料包括零维富勒烯和胶囊、一维纳米管和纳米带、二维石墨烯、三维石墨和无定形碳及其衍生物。研究探讨了它们的电子导电性，以及在阴极和阳极性能方面的应用。虽然强调了理论模型的作用，但也涉及了实验数据，以澄清背景信息并显示策略的有效性。显而易见，碳材料在实现卓越的能量密度、速率性能和循环寿命方面大有可为，尤其是在理论研究的指导下。

成果简介

由于电动汽车和大规模能源储存，锂电池正变得越来越重要。碳材料已被应用于电池正极、负极、电解液和隔膜，以提高可充电锂电池的电化学性能。它们的功能包括锂储存、电化学催化、电极保护、电荷传导等。为了合理地应用碳材料，人们通过密度泛函理论和分子动力学等理论模型来探究它们的特性以及与其他电池材料的相互作用。

清华大学张强 教授、陈翔 副研究员等在《InfoMat》期刊发表名为“Advanced carbon as emerging energy materials in lithium batteries: A theoretical perspective”的综述，本综述总结了理论模型在指导先进锂电池使用碳材料方面的应用，提供了难以或无法从实验中获得的关键信息，包括亲锂性、能垒、配位结构和界面上的物种分布。讨论的碳材料包括零维富勒烯和胶囊、一维纳米管和纳米带、二维石墨烯、三维石墨和无定形碳及其衍生物。研究探讨了它们的电子导电性，以及在阴极和阳极性能方面的应用。虽然强调了理论模型的作用，但也涉及了实验数据，以澄清背景信息并显示策略的有效性。显而易见，碳材料在实现卓越的能量密度、速率性能和循环寿命方面大有可为，尤其是在理论研究的指导下。

2.1 碳材料的电子结构

碳原子（C atom）体积小，电子构型独特，因此可以形成各种同素异形体，每种同素异形体都具有独特的电子导电性。一般来说，碳材料之所以能传导电子，是因为当 C 原子处于 sp2 杂化状态时，π 电子被分散，可以在 C 原子平面上移动。然而，这些 π 电子的移动性取决于碳材料中不同的原子排列。本节将探讨各种碳材料的电子导电性。

2.2 碳在锂离子电池正极中的应用。

图1、GNRs中N掺杂原子与硫化锂的结合作用。

2.3 新兴负极中的碳材料。

 2.3.1 0D碳材料

人们探索了0D富勒烯衍生物作为活性阳极的可行性，目的是超越常规石墨阳极的电荷容量 （372 mAh g-1），同时在分子水平上提供精确的结构。134 羧基 C60 衍生物的电荷容量从高到低分别为：羧基C60 861mAh g-1、酯 C60 404 mAh g-1、原始 C60 170 mAh g-1、哌嗪 C60 83mAh g-1。氢化富勒烯（C60Hx）也经过了测试，以最大限度地提高锂存储容量135。135 DFT 计算显示，锂原子倾向于吸附在 C60H18 中3个特定的 C 位点周围，而不是均匀分布在 C 笼上。有趣的是，锂的吸附会导致这种阳极膨胀并导致其粉化，但这被认为是一种有助于电极活化的常规方法，因为它暴露了更多的活性表面，从而在最初的 250 个循环中增加了容量。

2.3.2 1D 碳材料

GNRs 已被探索用作 LIB 阳极的锂存储材料。DFT 计算表明，ZGNRs 与锂的结合能约比石墨烯强 50%，这表明边缘效应促进了锂的存储。

2.3.3 2D碳材料

当石墨烯用作锂电池的负极时，其理论容量可达 744 mAh g-1154 甚至更高，具体取决于石墨烯纳米片的无序程度、 155 值得注意的是，二维碳材料石墨二炔（graphdiyne）由sp2-和sp-杂化的 C 原子组成，也能以与石墨烯类似的方式存储锂，在电流密度为 500 mA g-1 的条件下循环 400 次后，可获得 520 mAh g-1 的实验可逆容量156。 +157 此外，正如 DFT 计算所揭示的那样，在石墨烯上引入空位缺陷可为锂提供额外的势阱，从而进一步提高锂/碳比。 +158 此外，双空位和高阶缺陷可使锂在垂直于石墨烯片的方向上扩散，从而将扩散势垒从 8. 涉及多个锂原子沉积的第一性原理计算表明，在各种 N 掺杂石墨烯纳米片中，掺杂吡啶 N 的石墨烯纳米片具有最高的理论锂存储容量（1262 mAh g-1）。

2.3.4 三维碳

由于其丰富性和允许可逆 Li 插层的能力，石墨被用作 LIB 中最常见的负极材料，其完全锂化形式是 LiC+6.2对不同化学计量级碳化物晶体结构的 DFT 调查表明，LiC4、LiC5、LiC6、LiC8、LiC10和 LiC12是常压下的可能插层产物，含 LiC6和 LiC12热力学稳定。这两种稳定化合物的晶体结构如图2所示。LiC4 或 LiC5 倾向于分解成 LiC6 和金属锂，而 LiC8 或 LiC10 则倾向于分解成 LiC6 和 LiC12。172 根据 AIMD 快照进行的 Bader 电荷分析表明，Li 原子在 LiC18、LiC12 和 LiC6 中分别以 Li+0.6、Li+0.7 和 Li+0.8 的形式存在173。

图2、Crystal structures of stable Li-intercalated graphite.

小结与展望

在工作电池中使用碳材料作为电极材料，是有效储存能量的最绿色、最有效的方法之一。碳材料的多样性有利于在宏观尺度上有效体现能量-化学过程。虽然它们不一定是工作装置中最核心的材料，但其超强的导电性和多样的形态代表了人类对材料控制的极限，展示了我们目前在材料科学范围内的可控性和精确性。

碳材料丰富的结构和掺杂策略为新兴的能源存储带来了丰富的可能性。此外，碳材料易于在计算机上进行高通量理论计算。因此，人工智能可以很容易地应用于碳基能源材料的开发。

在实际设备中，碳基能源材料的作用是多方面的。我们仍可应用原位表征技术来了解能源材料在多个尺度上的工作行为，并利用先进的计算技术来探测和阐明碳基能源材料的潜力。

新兴能源设备的应用场景多种多样，这就要求锂基发光二极管发挥类似芯片的作用，即没有放之四海而皆准的设计。为了在不同的应用场景中实现高效储能，对各种能源材料的设计提出了强烈要求。为了利用大模型加速知识发现，有必要进一步探索碳基能源材料的理论体系，改进理论方法以节省计算能力，并在计算系统和模型中引入人工智能。

不同维度的碳材料，即 0D 富勒烯和碳胶囊、1D CNT 和 GNR、2D 石墨烯、3D 石墨和无定形碳，以及上述材料的衍生物，已经为锂电池技术提供了有力支持。这些材料用于电池的阳极、阴极、电解质和隔膜，其功能包括但不限于传导电子和离子、储存锂、催化电化学反应以及保护电极免受不良反应的影响。为了探究它们的工作机制并预测合适的设计策略，如掺杂、缺陷和结构设计，理论模型被广泛应用于揭示块体材料和界面中的原子情景。具体来说，DFT 模型能够预测碳材料的导电性、亲锂性、机械强度、传输能垒、电荷转移和反应途径。MD 模拟能够揭示分子和配位结构在块体和界面中的空间分布，以及它们随电极电位变化而发生的演变。

值得注意的是，由于计算能力的限制，对锂电池中的碳材料进行精确建模仍面临巨大挑战，尤其是当情景变得更加动态、结晶度更低时。以下是一些需要探索的重要方向：

1. 电化学活性界面的精确建模。例如，通过对界面反应建模来预测 SEI 特性是非常有意义的，但要实现量子准确性却相当具有挑战性。机器学习原子间势（如神经网络势）将是平衡量子精度和模拟时间尺度的有力选择。
2. 将研究范式扩展到锂存储以外的电池系统。当碳结构中含有大量非晶体或其他元素（如二烯）时，原子论方案的探索相对不足，但这种结构对于释放更高的容量至关重要，并可扩展到镍和钾存储系统。
3. 利用人工智能加速新型碳材料的发现。由于碳材料结构的多样性以及将其设计成具有细微差别的先进功能材料的潜力，锂电池技术有望从碳材料合成和表征的新突破中获得重大启发。在这一过程中，通过基于高通量计算和实验的机器学习发现知识，将大大有助于预测锂电池的工作碳材料，这在其他一些领域，包括污染物去除、氢能和超级电容器等领域已经实现。
4. 对碳复合材料建模。虽然碳材料在锂电池中的应用前景广阔，但它们并不是锂电池的唯一材料。将碳材料与其他辅助材料（如 TiO2）194、195 复合，可充分发挥两种材料的潜力。对各成分间相互作用的理论研究仍显不足。

归根结底，清洁能源是可持续发展的必要条件，而可持续材料是清洁能源系统的强烈需求。当务之急是从资源、能源、材料回收、动态可重构性、数字孪生等角度考虑如何提高材料的可持续性。这也表明，要将物质-能量-信息三位一体，通过不断的理论创新和原创性研究范式，推动新能源的高质量发展。

文献：https://doi.org/10.1002/inf2.12653

来源：材料分析与应用

1月17日，工业和信息化部办公厅发布关于组织开展2025年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知。内容涵盖量子科技、原子级制造、清洁氢三大部分。其中原子级制造揭榜挂帅任务榜单中部分内容涉及原子级超光滑金刚石表面制造和石墨烯热界面材料，内容如下：

预期目标：到2026年，实现高导热低热阻的石墨烯热界面材料规模生产，垂直导热系数大于300W/m·K，热阻小于0.05K·cm2/W，压缩残余应力小于30PSI（50%压缩量），回弹率大于50%，系列产品在不少于10000个高功率器件上示范应用。

附：1.量子科技揭榜挂帅任务榜单

2.原子级制造揭榜挂帅任务榜单

3.清洁氢揭榜挂帅任务榜单

来源：工业和信息化部办公厅关于组织开展2025年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知

石墨烯，一种具有高强度、高导电性、高热导率等优质性能的新型材料，被业界誉为“新材料之王”，也被唤作“黑金”。

三明，一座将绿色发展作为工业高质量发展底色的新兴工业城市，全市拥有石墨矿储量超1亿吨，在新材料领域有着广阔的发展空间。

当二者相遇，会产生怎样的“化学反应”？

集聚成势 跑出加速度

冬日早晨，阳光洒落，永安市石墨和石墨烯产业园内，灯光渐次亮起，照亮园区里鳞次栉比的厂房与回廊，映衬出这片土地的蓬勃生机。

园区一隅，机器轰鸣、吊臂起落，永安市鼎丰碳素科技有限公司三期项目——特种等静压石墨生产提升改造项目，正在如火如荼地建设中。“项目占地面积约50亩，建成后可具备年产3000吨等静压石墨的生产能力，预计今年下半年开始投产。”鼎丰碳素总经理王铁军介绍。

落户三明8年的鼎丰碳素，致力于发展高端石墨及其制品领域，与多所高校和研究院建立了紧密的产学研开发合作，在发展中创新，在创新中壮大，已拥有改良型料仓除磁装置、结构增强型石墨坩埚等34项专利，被评为“福建省专精特新中小企业”。

一家企业从无到有的发展进程，映照着我市在石墨和石墨烯产业发展浪潮中跑出的加速度。近年来，我市深入推进石墨和石墨烯特色产业链“延链补链强链”工作，制定并印发专项规划、扶持措施、实施方案，组建产业链工作专班及招商专班，已吸引30家石墨和石墨烯产业相关企业入驻。

日新月异，三明石墨和石墨烯产业发展实现了一项又一项突破，形成了“一区四园”的发展版图。在这幅版图中，福建翔丰华新能源材料有限公司无疑处于“核心”位置。

从2015年5月扎根三明到2020年9月在深交所创业板上市，翔丰华只用了短短5年时间，这背后是企业夜以继日的拼搏奋进，也是向新而行的三明速度。如今，这片占地面积480亩、年产量近7万吨的活力沃土，成了我市石墨和石墨烯产业链中的关键一环。

引进一个，带动一批。眼下，全市石墨和石墨烯企业串点成线，构建了“石墨烯制备—石墨烯导热膜—石墨烯/液态金属导热膜”“天然石墨提纯—天然石墨前驱体—天然石墨负极材料”等产业链，延伸拓展出“石墨烯/碳纳米管导电剂—导电浆料”产业链。

技术驱动 锻造硬实力

步入位于永安市曹远镇的福建永久硅碳材料有限公司生产车间，各条生产线正开足马力，抓紧完成订单需求。这批经加工提纯的300吨高纯石墨，即将发往广东惠州。

在永久硅碳新投用的石墨纯化生产线前，鲜少看见工人忙碌的身影，取而代之的是一块块实时滚动的智能显示屏。“不同产品生产环境要求不同，工人只要提前设置好数值程序，生产线就会自动运转。”永久硅碳总经理助理叶士峰告诉记者，这条全新的生产线采用了当前国内外最先进的石墨纯化生产技术和工艺，与原生产线相比，生产产量提高了100%，人工使用率降低40%、能耗降低30%。

突破源于技术创新。面向经济发展主战场，面向产业发展“卡脖子”技术，我市围绕石墨和石墨烯产业发展需求，扎实推进科技创新与产业创新深度融合，推动建设了永清石墨烯研究院、北京石墨烯研究院福建产学研协同创新中心等科技支撑平台，引进来自全国各地的博士团队落户园区。科技创新，已成为引领产业高质量发展的重要驱动力。

目前，我市石墨和石墨烯产业相关企业中，共有创新型中小企业11家、专精特新“小巨人”企业2家、专精特新企业9家、省级企业技术中心2家、省级工业龙头培育企业2家。

沙溪河畔，技术革新战鼓犹酣。“经过近几年的发展，公司战略布局从烯导技术拓展到与市场应用相匹配的更多新材料研发领域，在新技术的助推下，公司营业额节节攀升。”福建烯望新材料科技有限公司生产总监何强告诉记者，去年8月，公司在2024年第十二届福建创新创业大赛决赛中收获了成长组三等奖的好成绩。

放眼全市，技术创新驱动弯道超车的案例，比比皆是。一批批石墨烯技术成果从“实验室”走向“生产线”，加速我市新材料产业不断向新升级。

服务支撑 走稳发展路

拼出高质量发展新天地，离不开优良的营商环境。

2024年8月，第六届中国福建（永安）石墨烯创新创业大赛暨金桥·永安新型碳材料产业项目成果对接会在上海举办，入围决赛的6个项目签署意向落地协议；

2024年10月，三明市石墨和石墨烯产业“双招双引”专家三明行活动在永安举行，7位专家受聘为石墨和石墨烯产业链智库专家，现场达成2项技术合作意向；

2024年12月，首届中国·三明先进碳材料暨粉体加工技术招商会议在三明举办，现场促成总投资15.7亿元的8个先进碳材料项目签订投资协议；

……

一年来，一场场政府搭台、企业参与的活动，为全市石墨和石墨烯产业相关企业构筑了机遇之基，这些支持与引导，正助力企业破浪前行，驶向更加广阔的领域。

位于三明经济开发区吉口新兴产业园的福建墨砾新材料科技有限公司，正是借势沪明对口合作东风，落地三明的成果。“三明环境好、水质好、政府支持力度大，且有着相对成熟的产业链，在这里扎根，也拉近了我们和目标客群的距离。”在项目生产车间，企业负责人盖东海道出了选址三明的主要原因。

尊重和支持企业家，不仅是一句郑重的承诺，更是落在实处的行动。

为了帮助更多企业走稳石墨和石墨烯产业发展之路，市工信局整合优势资源，组建服务联盟，明确挂钩服务重点企业、重点项目，每月下沉一线为重点企业、重点项目协调解决生产经营存在的困难问题，针对企业发展需求，积极对接引进上下游相关企业，真正实现企业“进得来、留得住、能干事、干成事”。

从产业化探索到全方位布局，层层山峦叠翠中，强势崛起的“黑金”产业，正释放出愈发耀眼的光芒。

来源：三明日报

氧化石墨烯作为一种具有独特结构与优异性能的新型材料，在新能源、电子信息、节能环保、生物医药等多个领域展现出巨大的应用潜力。随着本次100吨级生产线的顺利投产，我们将能够更有效地满足国内外市场对高质量氧化石墨烯的需求，推动下游产业的创新发展，加速科技成果向现实生产力的转化。

在这个科技日新月异的时代，新材料产业作为创新驱动的引擎，正以前所未有的速度推动着全球经济的转型升级。近日，我们怀着无比激动的心情，向公众宣布一项重大突破——厦门斯研新材料有限公司的100吨级氧化石墨烯生产线已顺利完成安装调试，正式投入生产运营。这一里程碑式的成果，标志着厦门斯研在高端新材料领域取得了又一次飞跃，为全球石墨烯产业的发展注入了强劲动力。

创新引领，技术突破

本次顺利投产的100吨级氧化石墨烯生产线，是我们团队历经数次科研攻关与技术创新的结晶。在研发过程中，我们攻克了多项关键技术难题，包括高效制备工艺的优化、产品纯度与稳定性的提升以及生产成本的降低，确保了氧化石墨烯产品的卓越品质与规模化生产的可行性。

绿色环保，可持续发展

在生产过程中，我们始终秉持绿色、低碳、环保的理念，采用先进的生产工艺与污染控制措施，确保生产活动对环境的影响降到最低。通过循环利用水资源、减少废弃物排放等措施，我们致力于构建一条资源节约型、环境友好型的生产线，为实现碳中和目标贡献力量。这不仅是对社会责任的担当，也是对未来可持续发展的深刻思考与实践。

市场潜力，广阔前景

氧化石墨烯作为一种具有独特结构与优异性能的新型材料，在新能源、电子信息、节能环保、生物医药等多个领域展现出巨大的应用潜力。随着本次100吨级生产线的顺利投产，我们将能够更有效地满足国内外市场对高质量氧化石墨烯的需求，推动下游产业的创新发展，加速科技成果向现实生产力的转化。

展望未来，共创辉煌

站在新的起点上，我们将继续秉持创新驱动发展的战略，不断加大研发投入，深化产学研合作，拓宽应用领域，努力将氧化石墨烯这一高科技材料推向更加广阔的舞台。同时，我们也期待与国内外同行携手合作，共同探索新材料产业的发展路径，共创石墨烯时代的辉煌未来。

结语

此次厦门斯研100吨级氧化石墨烯生产线的顺利投产，是科技创新与产业升级的生动实践，也为企业打开了新的发展空间和市场机遇。让我们携手并进，在新材料产业的浪潮中乘风破浪，共同书写属于我们的时代篇章！

来源：北京美斯顿科技开发有限公司