石墨烯会是下一个时代的资源吗？

石墨烯透明导电膜

主要的技术变化和市场变化至今

在消费电子市场，技术周期往往是短命的。触摸显示器也不例外。事实上，自2008年以来，我们已经目睹了许多翻天覆地的变化，那时我们开始分析这个市场。

在我们覆盖TCF市场的这些年里，我们见证了p-cap技术的兴起，这种技术使得电阻式触摸变得过时。近年来，我们见证了嵌入式(与附加组件)触摸技术的兴起，将价值从面板转移到显示器制造商，并对可寻址的电影供应市场产生不利影响。

与这些技术变化并行的是，触摸显示技术的市场构成也发生了变化。移动电话退出了快速单位销售增长的时期，而低成本的挑战者公司出现在新兴市场。平板电脑先是销量增长，但随后扭转了趋势，进入了持续下滑的时期。笔记本销售趋于稳定，但触控技术并没有像其他人所希望的那样迅速渗透，而所有的产品通常都低于最初的行业预期。

许多非触控市场也处于发展模式。然而，主要的原因是这些国家没有从新生的国家中发展出来。这种限制很少是透明的导体技术。相反，这些新兴技术往往面临着强大的现任者，因此难以区分业绩和/或成本。例如OLED照明和有机光伏。

在此期间，我们还见证了各种透明导电层和材料技术的变化。ITO薄膜由于其厚度、坚固性和低成本，在ITO玻璃上迅速发展，直到嵌入式触摸的兴起对其可寻址市场产生不利影响。在经过十年的发展之后，ITO的替代技术开始在公路上制造出引人注目的商业模式，直到ITO的电影价格被大幅削减以优先考虑市场份额的保护，改变市场的动态，并推动整个行业进入一个艰难的整合期。这意味着在其他选择上的成功微乎其微。

现在:ITO的替代品终于开始进入成功的领域。

这个市场从来都不是静止的。事实上，在整合期的挫折之后，一些领先的ITO替代品正在复兴。银纳米线在低成本手机、透明LED薄膜、大尺寸的p帽显示器和透明加热器中都能找到商机。银纳米线的生产也在很大程度上转移到中国，无论是对中国的新一代，还是中国的老玩家。

未来:新市场和持续创新。

将来会出现几个应用程序。我们相信，柔性(不仅仅是塑料)OLED显示屏将在不久的将来被商业化。这将为柔性透明导体技术创造机会。触摸传感器最初可能被集成为一个附加膜，但很可能最终会转移到细胞层，最终可能直接进入薄膜封装屏障薄膜。

我们的预测表明，ITO在短期内将会下降，但在长期内会稳定下来。

石墨烯潜在的应用

如果石墨烯仅仅具有众多的超级特性之一，那么它将成为对潜在用途进行深入研究的主题。从许多方面来说，石墨烯都是如此引人注目，它激发了科学家们思考各种各样的材料用途，在各种领域，如消费科技和环境科学。

灵活的电子产品，石墨烯除了具有强大的电气性能外，还具有高度的柔韧性和透明度。这使得它非常适合在便携式电子设备中使用。使用石墨烯，智能手机和平板电脑可以变得更加耐用，甚至可以像纸一样折叠起来。可穿戴电子设备最近越来越受欢迎。使用石墨烯，这些设备可以变得更有用，设计成适合四肢和弯曲来适应运动。

石墨烯的灵活性和微观宽度提供了超越单纯消费设备的机会。它在生物医学研究中也很有用。小机器和传感器可以用石墨烯制成，能够在人体中轻易地、无害地移动，分析组织，甚至将药物输送到特定的区域。碳已经是人体的重要组成部分;一个小的石墨烯可能不会造成伤害

石墨烯具有很高的导电性和透明性。因此，它在太阳能电池中具有巨大的潜力。通常情况下，太阳能电池使用硅，当光子撞击材料时，硅会产生电荷，从而破坏自由电子。硅只释放每个光子的一个电子。研究表明，石墨烯可以为每一个撞击它的光子释放多个电子。因此，石墨烯可以更好地转换太阳能，与目前硅电池所能达到的大约25%的效率相比，它的效率达到了60%。

不幸的是，这都是理论上的。目前的石墨烯电池还没有达到与硅电池同等的水平。值得庆幸的是，石墨烯太阳能电池的研究正在进行中，而且这种电池的效率正在提高。不久，更便宜、更强大的石墨烯电池将会产生大量的可再生能源。

在不那么宏伟的领域，石墨烯的光电特性也意味着它可以用来为像相机这样的设备开发更好的图像传感器。

由于石墨烯具有很高的导电性，它可以被用于半导体，大大提高了信息传播的速度。最近，美国能源部进行了一项测试，证明半导体聚合物在石墨烯层上的导电速度要比一层硅高得多。即使聚合物较厚，这也是成立的。一种50纳米的聚合物，放在石墨烯层的顶部，比聚合物的10nm厚层的电荷更好。这与先前的观点一致，即聚合物越薄，就越能导电。另一个石墨烯显著特性的例子。

石墨烯在电子学中使用的最大障碍是它缺少带隙，在材料中，原子价和传导带之间的间隙，当交叉时，允许电流流动。带隙是允许半导体材料(如硅)作为晶体管的功能;它们可以在绝缘或导电电流之间进行切换，这取决于它们的电子是否被推过带隙。因为石墨烯没有带隙，电荷就像在任何金属中一样流动。

石墨烯研究的未来

鉴于石墨烯似乎无穷无尽的优点，人们希望它能随处可见。那么，为什么石墨烯没有被广泛采用呢?和大多数事情一样，这取决于钱。石墨烯的生产成本仍然极高，限制了它在任何需要大规模生产的产品中的使用。此外，当大量的石墨烯产生时，材料中出现微小裂隙和其他缺陷的风险也会增加。无论科学发现多么令人难以置信，经济学总是会决定成功。

抛开生产问题不谈，石墨烯研究绝不是放慢脚步。世界各地的研究实验室——包括最初发现石墨烯的曼彻斯特大学——正在不断地申请专利，以创造和使用石墨烯的新方法。或许更重要的是，亚洲的许多大型科技公司正在研究石墨烯，包括移动巨头三星。随着欧盟试图在亚洲经济爆炸式增长的面前站稳脚跟，石墨烯可能成为未来几年国际政治的一个重要战场。再一次，帝国的崛起和衰落是基于对资源的控制。

尽管有目前的局限性，研究人员正在尝试从灯泡到防弹衣等石墨烯的各种用途。

革命不会在一夜之间发生。硅是在19世纪中期被发现的，但在硅半导体为计算机的崛起铺平道路之前，它花了将近一个世纪的时间。以其近乎神话般的特质，石墨烯可能是推动人类历史下一个时代的资源吗?