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2018年是改革开放40周年。40年来，中国取得了举世瞩目的成就，各行各业蓬勃发展，形成了一批批具有国际竞争力的产业集群，推动着中国这艘巨轮不断前行。
高性能的石墨烯重防腐涂料制备关键技术就是石墨烯的分散问题。物理分散法一般分散能力有限，化学分散法虽然分散能力强，但是一般会导致共轭片层结构出现缺陷，相比较而言，非共价键修饰的官能团是一个较好的方式，基于范德华力和π-π相互作用，可以在石墨烯表面接枝比较好的高分子，这样可以避免产生缺陷及破坏片层表面的共轭结构。
在过去的十多年里，在水溶液中大批量制备无表面活性剂的单层石墨烯一直是材料科学家梦寐以求的愿望。然而由于石墨烯表面的疏水性，很难均匀分地散到水中，容易团聚，因此也限制了石墨烯的应用发展。
分散技术乃是决定纳米科技成功之关键。在1998年以前，企业界所面临的问题为如何提高分散研磨效率以降低劳力成本，如染料、涂料、油墨等产业；而1998年以后，产业之技术瓶颈则为如何得到微细化（纳米化）之材料及如何将纳米化之材料分散到最终产品里。在传统产业纳米化的过程中，最常遇到的共同问题为所添加的纳米粉体因未经改质而易再次凝聚，不易被分散开来，导致预期的纳米现象并没有产生。
石墨烯层包含了面内σ键和面外π键。σ键使石墨烯具有电子传导性并使石墨烯层之间产生了较弱的相互作用。共价σ键形成了六边形结构和c轴面的刚性主链，即π键控制着不同的石墨烯层之间的关联。它展示了一个面上的3个σ键／原子以及垂直于σ键／原子面的π轨道。
石墨烯为碳的一种的同素异构体，碳的同素异构体不同，其性能大不相同。无序结构的炭黑就是我们常用的铅笔芯材料，三维结构的金刚石就是我们佩戴的高贵钻戒首饰，而我们今天要讲的二维结构石墨烯更是神奇无限！
“石墨烯应用目前遭遇瓶颈，我们的任务就是打破瓶颈。”在7月12日于江苏徐州举行的橡胶高峰论坛上，青岛科技大学教授辛振祥介绍，为突破石墨烯的应用瓶颈，他们以植物系材料作为分散助剂实现了石墨烯绿色宏量制备。同时,植物系材料的加入还一次性解决了石墨烯相容和分散性差两大难题，有助于打破石墨烯的应用瓶颈。
随着石墨烯制备技术的不断发展，团聚问题已成为石墨烯制备过程中的瓶颈，因此提高石墨烯分散性已经成为提高产品（材料）质量、性能和工艺效率不可或缺的技术方法。
通常石墨烯与水不能很好的混合，当石墨烯在水中时，会出现“悬键”（水分子的氢原子会指向石墨烯表面），并且石墨烯附近的水分子不能形成3个以上的氢键，而纯水中平均每个水分子有3.6个氢键。因此石墨烯及非极性碳氢化物会破坏水中的氢键从而引起疏水相互作用，从而导致石墨烯在水中难以溶解。另外石墨烯促进溶解在水中的纳米气泡在石墨烯表面形核，这也会加剧石墨烯的团聚和沉淀。
石墨烯应用于聚合物基复合材料时，一般采用溶液共混的方法复合，因此需要首先制备出稳定均一的石墨烯分散液，其次与聚合物复合制备出性能优良的复合材料。
石墨烯是一种二维蜂窝状碳材料，由碳原子按照六边形进行排布而组成。碳碳原子之间由sp2杂化结合而成，其结构非常稳定。石墨烯特殊的结构致使其具有很多优异的性质。石墨烯是目前发现的硬度最大的物质，且有极好的力学性能（1060GPa），其理论比表面积高达2600m2/g，具有突出的导热性能，可高达3000W/(m·K)。此外，石墨烯还具有良好的导电性。在室温下，其电子迁移率可高达20000cm2/(V·s)。由于石墨烯的优良性能，科研工作者考虑将其作为增强体加入到基体材料中以提高基体材料的性能。
石墨烯二维材料的厚度只有几个纳米，具有纳米材料颗粒之间高强的吸附性能，故很难被完全分散开，且由于纯碳材料所固有的疏水性，使得石墨烯不能够充分分散在其他材料中，这极大地限制了材料性能的发挥，因此如何将其分散成为石墨烯应用的一个瓶颈。
目前石墨烯的各类合成技术都已经成熟，关键是石墨烯材料难以在其他基体中分散，是制约其大规模应用的难点。没有大规模应用，石墨烯就没有发展的动力。石墨烯为什么难以分散？如何使石墨烯与其他材料相容？
石墨烯作为科技行业最时髦的一种分子，已经逐渐走出实验室，正向着我们生活的方方面面渗入——智能手机、衣服、电池、虚拟现实、运动器材、超级电容器和超级跑车等。
这个时候，既不需要因为石墨烯技术昂贵、而一棒子打死；也不需要，因为这款技术有很好的替代性，而进行偷换概念的制造，这都是与新技术发展那格格不入的。
北京理工大学的曲良体教授和他的团队开发出了由氧化石墨烯制备的三维结构，这个结构具有足够大的孔洞，可允许水分子自由通过。当水从这种材料的顶部流淌到底部的时候，水分子将和氧化石墨烯中的含氧基团发生反应，分离形成氢离子；剩下的氧基团则非均一的分布在材料中，这将产生足够多的离子，从而生成电能。
