石墨烯一直备受推崇，被誉为一种神奇的材料，是现代化学的超级英雄。人们对石墨烯的热忱源自于其独特的性质。石墨烯只有一个原子的厚度，它轻巧、灵活，但硬度比钢还强 200 多倍，具有有效的导电和导热性能。石墨烯还能形成完美的防渗屏障，就连氦原子也无法渗透。
这种性能特征使石墨烯基材料在各类高需求的应用中非常有吸引力，包括复合材料、可穿戴电子设备、传感器、半导体，甚至医疗器械。石墨烯在所有已知材料中具有最高的表面积体积比，因此在电池和太阳能电池等尺寸和重量为关键限制因素的应用中具有重要价值。
自 2004 年首次分离出石墨烯以来，全球的科研人员争先恐后开发首批石墨烯商业应用，以开发其最大的潜力。CAS 和中国科学院国家科学图书馆此前联合发表的白皮书指出，过去二十年的数据显示整个领域的创新模式精彩异常。在这里我们将从研究和商务的角度更新对整个布局的综合评述。
石墨烯研究的布局是如何演化的？
通过对 2010 年以来石墨烯相关研究出版物的数量进行分析，我们可以发现几个趋势。首先，整体上研究成果已大幅增长。在此期间研究成果增加了 4 倍，这表明全球对石墨烯的兴趣呈爆炸式增长趋势，而石墨烯商业化竞争的激烈程度也显露无疑。
按照国家划分这些成果，我们能够发现更多详细的趋势。发表的研究结果主要来自五个国家：中国、美国、韩国、日本和印度。将数据和这些国家个体剥离能够突显出该领域领导地位的演化过程。例如，美国和日本在 2010 年以前崛起成为了基本研究的早期引领者，而此后两国的产出基本保持稳定。
但是当时韩国和中国加入研究队伍促进了研究的快速发展，这种发展甚至延续至今。现阶段，中国占据着石墨烯知识产权领域的领先地位，在自 2010 年以来的全部专利申请中占 60% 以上。对于一个较晚加入石墨烯竞争的国家来说，这种井喷式的产出尤为令人惊叹。
印度的成果增长也令人瞩目。在进入市场后的五年里，印度的石墨烯相关论文总数成功超过了日本。这一趋势可能预示着印度将在未来占据领先地位，也反映了新兴市场逐渐崛起，并在专业领域与较成熟国家进行创新竞争的总体趋势。
谁赢得了石墨烯竞争的胜利？
2016 年全球石墨烯市场估值为 3200 万美元，预计到 2022 年将超过 2 亿美元（锡安市场研究公司 (Zion Market Research)），5 年内复合年均增长率约为 35.0%！但是，究竟谁将赢得石墨烯竞争的胜利还有待观察。
如果完全从研究成果产量的角度来衡量进展，目前中国占据全球石墨烯领域的主导地位。但是，通过研究潜在的趋势，我们可以发现隐藏在背后的重要信息。中国大部分专利都归大学所有，并且仅仅在中国提交申请。而其他国家的石墨烯相关专利申请（如德国、美国、韩国和日本）虽然在数量上不及中国，但正循着正常的轨迹扩展到其他全球关键市场，让他们更有可能将各项创新成果成功实现商品化。
尽管研究成果丰硕，期望值也很高，但仍有许多障碍阻碍着创新者充分发挥这种材料的优势。主要挑战在于开发经济高效和大规模生产的方法，以满足关键应用的质量要求。过去几年与石墨烯的制备和处理相关的专利活动不断增长，足以证明人们对这一挑战的重视。石墨烯还面临着其他新兴碳技术的竞争，如纳米管和石墨，而且这些技术可能在商业上更具可行性，能够得到广泛的应用。
总而言之，各个行业的科研人员和战略制定者依然对石墨烯保有浓厚的兴趣。但是，最初显露的一片光明已经因为商品化的挑战稍显暗淡。密切关注石墨烯制备和生产方法领域的发展趋势至关重要，因为任何重大突破都可能引发新一轮的知识产权和应用浪潮，从而对众多领域产生颠覆性影响。
您是否需要更密切地掌握石墨烯或其他能够对您的工作产生重要影响的新兴技术领域的发展？