碳纳米管和石墨烯的创新发展

前言

碳纳米管（CNT）和石墨烯（GP）的创新方向正朝5个领域发展：①制备工艺多样化、高效化、规模化、低成本化；②产品和品种系列化；③开发产品在储存和使用过程防止凝聚和均匀分散技术；④作为添加剂使用时，可提升综合性能，并附加特殊功能；⑤作为微型器件，开创了微型世界的新天地，使传统部件微小化、高性能化、高效化，实现检测的高精度和快捷化。改性品种不断涌现，使应用领域向纵深发展，势将形成未来巨大的商业价值，推动人类社会的不断进步。

1.发展形势预测

英国剑桥的商业情报公司IDTechEx，于年出版了题为“～石墨烯2D材料和碳纳米管的市场、技术和机遇”的市场报告，内容包括10年市场预测、数据驱动和实质应用评价、并统计40余家典型公司的概况、受益/投资/产能等。指出GP产业在过去4～5年间经历了大规模热炒后，已开始变得理性。

目前能真正供应GP的公司数量已急剧增至40余家，由于中国企业的介入并雄心勃勃地发展，使全球的竞争格局发生变化。如果这些产能生效的话，这将引发产能过剩，并造成应用速率以单位数增长。这对资本弱势的企业将构成巨大风险，如果他们不仔细选择特定的应用领域，这些公司势将在多种多样的机遇和风险中，遭受亏损大于受益的风险。

目前GP市场是由研究成果的出售所掌控，尽管茁壮成长的商品销售供应线现已形成，这是基于未来10年市场的结构将发生急剧的变化而定的。这些目标市场将是复合材料、储能、功能和导电涂料等。与GP相比，CNT已相对进入较理性的阶段，应用研究不断向纵深和广度发展，在诸多领域取得了实质的成果，有利于今后的健康发展。

日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）在完成～年度“实现低碳社会的纳米碳素材料实用化项目”后，正加速推进氧化GF和CNT大量生产技术的开发、CNT透明导电膜、轻量导线、高导热高分子复合材料的实用化等。参与企业有昭和电子、日本杰昂、日本触媒、东丽和帝人。

2.碳纳米管（CNT）的创新发展

2.1CNT制造技术和生产设备的研发方向和新进展

目前大规模生产CNT的工艺技术和设备，尚不能完全控制CNT的管径和长度的均匀性，纯度也往往因过量使用金属催化剂而影响质量，同时生产产品后容易发生团聚，这些都构成今后的改进方向。

日本杰昂公司在德山厂已开始量产单层CNT（SWCNT），并于年1月开始销售，首先将应用于高容量电容器，建厂投资为38亿日元。所选用的“超晶生长法”，与现有其他工艺（售价几千万日元/Kg）相比，生产效率高倍，使成本大幅下降，销售价为每Kg数十万日元～万日元以上，最近已开发应用于橡胶制品、蓄电池、光学薄膜和半导体等领域。

日本产业技术研究所和名城纳米碳公司合作，确立了直径在1～4nm的简状SWCNT的量产技术，与以往的合成法相比生产速度高倍，价格为每Kg10万日元。

宇部兴产于年在山口县化工厂导入30t/a的新系列多层CNT（MWCNT）生产线，使产能达到50t/a，并致力于开发容易应用的高分散性的新品级。商品名为“AMC”，是由CO为原料生产出分散性和导电性兼优的独特产品，用途主要是锂离子电池的高功能、长寿命电极的添加剂、树脂基复合材料等用途，并以粉末、溶液和母粒状销售。年后计划扩大至80t/a，如果以分散液的产能计，以内含5%换算，产能约为～t/a。

日立化成工业公司开发连续化大量合成平均3层的极细长尺寸、高纯度的CNT合成工艺，降低了CNT厂的损伤，产品稳定性好，CNT的平均直径控制在10nm以下，长度数百μm以上。该技术是东京大学合作开发的，是在耐热微粒表面上附着金属触媒并以改良流动层法生长出CNT，容易将微粒分离、回收，反应时间可自由控制，单位反应容积的生产效率高，可期待实现低成本化，产品几乎不含残余触媒和非晶质碳，因此无需精制处理。其分散技术是与北海道大学共同研究，通过选择分散剂和研发分散技术，开发出低损伤和高稳定性的分散液，主要应用于透明导电膜等领域。

太阳日酸公司采用基板上的热CVD（化学气相沉积）法，成长出直径、长度均一的高取向MWCNT（图3），表1示出其基本指标。

表1.长尺寸CNT的样品指标

项目

规格明细单

制法

基板CVD法

种类

多层

CNT长度

50～μm（标准级为μm）

CNT直径

5～20nm

松密度

10～70mg/cm3

G/D

0.7～2.0

纯度

99.5%以上

层数

4～12层

样品形态

粉状

其制造工艺如图4所示，并与以往的流动触媒法（图4下）作比较，可见该法反应温度低，产品取向性高，长度长，而以往法反应温度高，产品呈非织造布状。主要用途是作为氟树脂添加物，以提高导电性和导热性而机械特性略有下降（保持83%～86%）。

NEDO、单层CNT厂融合新材料研究开发机构（TASC）和产业技术综合研究所，共同开发成功用改良直喷热分解合成（eDIPS）法合成出高结晶性的SWCNT，并可将其中混合的金属型和半导体型CNT分离出来的技术，改善了纯度和回收率。

名古屋大学开发了一种表面导电而中间绝缘的双层CNT，外径只有1nm，其内部可加入其他物质而不与管外侧反应，这样可通过内部加入药剂，达到输送药物的目的，同时可在直径1nm的半导体CNT中通入0.6nm的硼和N2而形成两层结构绝缘体管（BNNT），长度为10μm～20μm。

日本东北大学以红色颜料为起始原料，合成出有限长度（0.75nm）的世界最长CNT分子，已发表在英国《化学科学》杂志上。

GSICreos公司实现了“帽状积层型CNT（CSCNT）”的实用化，年中期将确立量产技术，这是世界首次产业化，可用于添加入涂料模塑料、树脂膜等。

2.2CNT高分散化与取向控制技术

日本理化研究所、东京大学、和东京工业大学共同开发了分散性比以往法高倍、而取向性和导电性可控的CNT液晶材料。主要是采用具有正电荷的咪唑离子液晶，实现CNT的高分散化。首先将苯稠菲衍生物加热至液状（℃），加入CNT搅拌混合，就可直接制成高分散CNT的离子液晶复合材料，可用作具有伸缩性的导电材料，即可液晶的取向性又兼有自修复性，今后可望应用于促动器、传动装置、光滤材料等新型导电光学材料。

东洋油墨集团下属的东洋颜料公司确立了CNT直径和长度、结晶结构等形状可控的合成技术，并导入月产数百Kg的设备，并有效利用其分散技术，直接制成用户所需的加工制品（图5），如锂离子二次电池导电剂、防静电、高强度部件添加剂、时尚手机的透明电极等。

东京化成工业公司上市了一种用于分散SWCNT、用后又容易除去的分散剂（溶剂），在紫外线照射下CNT的分散和凝聚是可控的，它是由产综研所开发的具有光应答性的均二苯代乙烯（芪）分散剂。通常该分散剂呈平面性的板状结构，与CNT亲合性高，通过CNT分子间的相互作用而分散开，在紫外光照射下，会形成曲折结构，与CNT的亲和性降低，CNT容易凝聚，如图6所示。为此可精制成高纯CNT，并回收分散剂。

新鸿大学开发了用金刚石微粒包覆CNT、实现高分散化的技术，即利用二茂铁所具有的许多配位体，将CNT和金刚石微粒子固定起来，用作硅晶体的切割锯齿线，与市售的铝锯齿线相比，耐久性可提高2倍。

2.3CNT复合材料

CNT复合材料包括CNT添加入树脂、纤维、橡胶、薄膜、碳纤维复合材料及碳/碳复合材料等。添加的目的主要是提高耐热性、力学性能、阻燃性、并附加导电性、抗静电性、导热性等。

2.3.1CNT增强树脂复合材料

CNT作为添加剂加入树脂有3种方法：①熔融混炼法，适用于增强热塑性树脂；②原位聚合法、是在熔体聚合或缩聚过程加入，以在溶液聚合成缩聚过程加入；③溶液混合法，是在聚合物溶液中混入。

目前最常用的是第①种，适于大规模工业生产，也是最经济和环保的方法。它是在高温剪切条件下将CNT均匀分散入熔体中。最新的研究手段有超临界CO2（SCO2）助推挤出法和超声波助推挤出法等。如图7和8所示。

DaicelEvonik开发了静电放电（EDS）级的CNT增强PEEK（聚醚醚酮），根据其表面值的不同有3个品种，现已用于半导体领域等的真空镊子吸着用尖端部分，而且锁着硅片的大口径化，要求提高导电性，而采用CNT比碳纤维用量少而导电性高、平滑性好。

日本油化电子公司开发耐热、导电、低尘性的CNT增强改性聚苯醚（PPE），它比以往的PPE/CNT或ABS防静电材料因擦伤而脱落和耐污染性好，商品名“导电性树脂材料W”，可耐℃。

Arkema公司开拓了以CNT为主配料的着色用途市场，添加于树脂的量少，而机械性能提高、色泽优，作为需要黑色的排水管等，成本可削减。树脂中的CNT的加量只有数百ppm的超低浓度，就可达到着色和耐紫外光的需求，与以往采用碳黑相比，达到同等黑度的加入量只有1/20。为此年4月便建有t/a的生产厂。

丰田中央研究所通过在绝缘树脂中添加1(vol)%MWCNT，实现了高导热性，图9示出兼有导热和绝缘性的新型CNT分散模型。图9示出PPS与MWCNT/PPS/PE/EGMA体系和MWCNT/PPS的导热性和绝缘性对比。这种改性树脂适用于各种电子和电气部件，以及汽车部件。

日东纺材料公司与保土谷化学工业公司合作，在玻纤增强树脂中添加1%的MWCNT，就可达到CFRP同等的强度，这将为玻璃钢开辟未来广阔的应用前景。

印度塑料工程与技术中心研究可研发一种聚碳硅烷衍生的β碳化硅涂覆MWCNT，来均匀增强聚醚酰亚胺（PEI）形成纳米复合材料，MWCNT与树脂的粘合性好，拉伸模量、强度和耐热性均有所提高。该所还发现尽管上述复合材料的拉伸强度、弯曲模量和抗冲击强度有所提高，但阻燃性仍不足，他们通过添加入硼酸锌（即环氧树脂/30phr硼酸锌/0.3phrPCS-MWCNT），使LOI值由原20.6%提升至32%左右。

KITZ公司为了提高用于阀门的氟橡胶制的O环的耐热性、耐药品性和柔软性，在该橡胶中添加入CNT，使耐热性提高至℃（水蒸汽℃），耐压性优，压缩永久形变小，耐久性和耐低温性提高了。

3.CNT纤维及其复合材料纤维

3.1CNT纱线

日本waseda大学研发出复合材料用的未加捻CNT纱，并进行了力学性能评价。图10示出CNT纱的形成和加工过程示意图，线形的MECNT阵列先拉伸成片状，经喷丝头而形成纱线。该大学进一步研究用PVA（聚乙烯醇）的DMSO（二甲基亚砜）溶液处理无捻CNT丝，使CNT间实现强结合，提高机械性能和密度，适用于复合材料增强体。纱线密度直径55.2μm，表观密度0.70g/cm3，拉伸强度0.GPa，弹性模量48.4GPa，断裂伸长率1.41%。

ShizuoKa大学利用高取向CNT片材，开发出CNT复合材料变形传感器，如图11所示，通过单向取向结构，可得到线形的电气特性，使CNT形变传感器具有薄、柔软、可伸缩和具有应答性的特长。

JNC在实验室已可制备50m以上的CNT纱线，现正迈向小型产业化阶段，样品已用于雅马哈所开发的可伸缩性形变传感器，以及新一代模拟人体形态的机器人教示动作等。

在CNT复合材料纤维方面，美国乔治亚工学院早在年便研发了CNT-PAN溶液的凝胶纺丝制PAN复合材料纤维的工艺，并深入研究CNT对预氧化及预氧化反应动力学、气体环境对它的影响，以及预氧化条件对最终碳纤维的影响。认为CNT的添加减少了β-氨基氰的产生，改善了预氧化过程梯形聚合物的取向，提高了预氧化纤维的拉伸模量。CNT的添加还减少了预氧化期间的熵和反应收缩率，改善了纤维在惰性气体或氧化环境中预氧化时所能承受的最大张力。在优化预氧化条件下，上述CNT-PAN复合材料辖内在1℃碳化所制得的最终碳纤维的拉伸强度为4GPa、拉伸模量GPa。由于该校所使用的原料为日本Exlan公司提供的均聚PAN，Mw为25×g/mol，而CNT是由美国Unidym公司提供，商品牌号各为XOUA，XOUA和XB，残余催化剂含量各为质量百分比1.2%、1.2%和4%，层数各为～4、～6和～6，因此能最终在低温碳化下制得上述性能指标的CNT-PAN-CF已经不错。

法国PPSM实验室和MSSMAT实验室共同研究在MWCNT涂覆的碳纤维上，电沉淀纳米尺寸的吡咯层，以提高导电性，而其导电性随吡咯层厚度的增加而下降，当在乙醇中进行近距声波定位时，该吡咯层起到阻止CNT分散的作用。

北京化工大学和德国Bremen大学研究不同取向的静电纺聚乙烯氧化物（PEO）-CNT混杂纳米纤维的链形成、结晶性能、电性能和力学性能，试验结果证明无论是单轴和双轴取向的这种混杂纤维，与无规的纳米纤维（纯PEO）相比，具有更好的拉伸强度、模量和导电系数。

冈山大学研究长尺寸CNT的高速合成与通过干法纺丝开发超轻量的线材。如果CNT线材的导电性与铝的导电性为62%IACS和铜为%相当的话，CNT线材可轻量90%以上，以普通每辆车使用金属导线20～30Kg计，今后轻量化效果是不能忽视的，对飞机来说就更明显了，并可削减CO2的排放。该大学在合成高密度、长尺寸CNT时，通过添加微量水分，就可使催化剂的活性时间和活性度由飞跃式的提高，只需5min就可合成长1.3mm、直径约10nm的CNT，捻丝性纸。

CNT线材的拉伸强度1.4GPa、模量20～40GPa、导电性S/M（对实用化需要S/M以上）、比强度kN·m/Kg，一般的碳纤维为kN·m/Kg，而Kevlar（对位芳酰胺纤维）为kN·m/Kg，今后CNT线的强度若能达到2GPa，则是世界最高强度的线材。

我国清华和北京大学等，在研发世界最长CNT方面，取得了举世瞩目的成就，但如何利用与产业领域尚待时日。

3.2电池、电容器部件

据最近的CNT市场预测，到年的市场销售额比年可望增长58.2%，达到95亿日元。，其中在中国方面向二次电池导电助剂的用途有望扩大，而量产化困难、成本高的SWCNT作为放热助剂加入二次电池的高附加值用途，也在扩大需求。

CNT在电池电极和超级电容器的应用，已有不少报道。户田工业公司则将MWCNT加入锂离子二次电池的分散液中，于年便开始量产，到年销售额达到了10亿日元。CNT加入电极中，主要是为提高导电性和电池的寿命，实现高性能化、薄型化和小型化。图12示出CNT集积化微型电容器和铝电解电容器的尺寸比较。图13示出个CNT微电容器的图像，图14（a）为单层CNT、橡胶、凝胶的晶体管，（b）为SWCNT、橡胶、凝胶的晶体管模式图。图15示出CNT集积化微电容器和各种市售能源设备性能比较，包括对比以往的电容器、微电容器、铝电解电容器、二次锂离子电池的体积功率密度和容量能量密度，可见CNT集化微电容器的功率密度和能量密度都较高。

3.3涂料和薄膜

产业技术综合研究所开发了透明导电膜技术，今后不仅能应用于筛网印刷法的大面积图案等，还可望应用于太阳能电池，有机EL显示等广泛用途。该所还与TASC合作开发成功在溶剂中能高浓度分散SWCNT的单层涂料，可用于涂覆基板和进行印刷。涂覆效果平坦，厚度可控，可涂覆超彩辉的CNT大面积厚膜，或通过印刷法形成有微细图案的超彩辉CNT厚膜。

东丽利用SWCNT电容器（CNT-TFT）作为涂覆型TFT，达到了13cm2/Vs和开关比的世界最高水平移动度，使半导体的纯度大幅度提高，通过与半导体聚合物复合化，成功地形成SWCNT的高半导体特性，计划于年实用化。

美国国家标准与技术研究院（NIST）开发了一种均匀的MWCNT涂剂，可以降低PU泡沫塑料的可燃性约35%，而且可防熔滴。该图层有4层组成，其中3层是由外层聚丙烯酸（PAA）和聚乙胺（PEI）间夹有MWCNTs添加于PEI组成。

北京航空航天大学开发出能粘合C/C复合材料的MWCNT增强耐高温粘合剂。硅烷化的MWCNT与粘合剂界面粘合性好，分散均匀，CNT含量为0.2wt%，C/C连接点的平均剪切强度为10.40MPa，比纯C/C高31%，经室温下交联后，耐热性良好。

中科院成都有机化学有限公司开发成功CNT散热涂料TNRC，已应用于电子消费品，可大大提高金属/非金属，材料表面热辐射能力，加强散热效果，其辐射系数接近1，是世界最好的导热材料。CNT涂层的导热系数可达20W/m·K，表面电阻大于Ω，可解决手机、电脑、电视机、机顶盒、网络通信产品和PC等的散热问题。

3.4片材

JNC开发了能吸收电子设备所发出的电磁波噪音、并抑制电磁波的片材。采用CNT和树脂的复合技术，厚度仅为1μm，很轻，其他产品为50～μm，质量为1.1mg/cm3，在频率为1～6GHz（赫兹）的电磁波带域，能发挥优良的抑制特性。

积水化学工业公司利用半导体性CNT的两端具有温差和电压差的现象，开发了CNT发电片材，只要将它贴附于排热管道就可产生电流。

奈良尖端科学技术大学院大学拥有将CNT上添加食盐，就可把通常正型（P型）转变为稳定的负型（n型）的技术。为此与积水化学合作共同制作了CNT的P型、n型的双极型热电变换元件，以及用金属电极箔挟入含CNT的非织造布的片状发电设备。如图16所示。计划于年制品上市，一年后的销售额为0万日元，5年内达到20亿～50亿日元。用途有无线传感器的自备电源、应对干电池和太阳能电池等在高温多湿环境下定期交换、诊断困难及需要经常监视的设备传感器用电源、大楼和大型商业设施的地下设施、空调配管、电梯轴、工厂、仓库及各种输送器等的电源。

3.5其他

福井大学研发在CNT表面固定酵素的技术，是采用芘衍生物而成环的技术将酵素取向固定在疏水的CNT表面上，有利于酵素的分散，而固定CNT-酵素复合体的酵素由来，是靠催化剂将葡萄糖氧化而得。

日本微生物化学研究会的微生物化学研究所开发了使用CNT可以高效合成药物等的“纳米管催化剂”，是将不对称催化剂封入CNT中，可实现再利用和提高活性。采用该法的催化剂用量可减至几十分之一，降低了药品的制造价格，而且重新使用6次时，仍能维持其性能，经美国Merck的临床试验证明，该法确可高效合成胆固醇血症的治疗药。

伊朗Sharif工业大学首创了含改性MWCNT的交联共聚体，具有很高的吸油效果，对甲苯每g吸油剂可吸42.6g，原油36.0g。

交联共聚物采用甲基丙烯酸十二烷酯（DDMA）-二苯基丙烯酰胺（DPAA）和DDMA-丙烯酸丁酯（BA）共聚物，引发剂采用偶氮二异丁腈（AIBN）。

关于CNT的毒性评价，自5年以来开展过很多试验，国际肝癌研究机构（IARC）认为MWCNT为2B，即没有致癌性，预期在最近的将来CNT的应用于产业化趋势将加速。日本东北大学环境研究所也发现CNT在老鼠体内可长期稳定，因此今后人体软组织可采用具有稳定和良好生物体适应性的亲水性MECNT，而且人工关节和骨材等也有望应用CNT复合材料。

4.石墨烯（GP）的创新发展近况

4.1GP规划、生产与研发近况

我国科技部“十三五”规划中列入了《石墨烯等碳基纳米材料技术研究、集成与应用项目》，从政策和资金上将大力支持GP和碳纳米管的而得研发和产业化。预期到年我国GP的产业规模将达到亿元。北京市科委也启动《北京市石墨烯科技创新专项（～）》，重点将建设创新平台，实现GP薄膜、粉体的规模化生产、应用技术、装备和检测仪器设备的开发等。在国家和地方政府的引导和支持下，我国的GP研发、生产和国际合作等成现了百花齐放的局面。

值得骄傲的是，鸿纳（东莞）新材料科技有限公司投产了2条万t级各为水性和油性GP浆料生产线，每年可产0t的GP粉体，平均为1～2层，这是全球最大生产线，标志着我国GP产业已开始进入腾飞期。产品主要应用于防腐、功能涂料、复合材料和锂离子电池（LIB）部件等。

宁波墨西科技公司最近建成了t/a的GP生产线，并正式投产，产品通过了专家的验收。

恒力盛泰（厦门）石墨烯科技有限公司正式成立，将于年建成t/a的单层GP（SLGP）产品。

天津大学通过热水剥离法研制出氟化GP新产品，可用于LIB正极材料，比能量比采用氟化碳高近30%。

宜兴环保科技工业园与俄罗斯科学院、莫斯科国立大学一起，在南工协同创新中心宜兴GP新材料产业园内，合作共建联合应用中心。

东旭光电公司与西班牙加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所签署了《战略框架合作协议》，将共同研发包括GP和CNT在内的新型纳米材料。

在GP的专利申请方面，不久前我国的申请数已达2余项目，占世界的1/3,而今已上升至46%，预示了我国的科技创新步伐在加快，今后有望引领世界GP产业的发展。目前我国GP标准制定工作已正式起动，这将有利于GP产业健康有序发展。

中国台湾成功大学的研发人员找到了GP性能的可控途径，是通过改变电化学鳞片玻璃过程的工艺参数达成的，可根据需要生产单层至数百nm叠层的GP，其尺寸可以从12nm～几十μm可任意控制，这是重要的研发成果。

4.2应用研究向全方位拓展

4.2.1GP锂离子电池

年曾轰动世界的GP电池，是由西班牙Alcoa大学和西班牙GP公司共同研发的，据称未来的电动汽车只需充电8～10min，就可续驶Km。

佛塑科技与中科院上海硅酸盐研究所共同成立了GP锂离子动力电池研发中心，致力于GP-LIB及其高分子膜材料的研发和产业化。

最近东旭光电公司推出了世界首款GP-LIB产品“烯王”（图17），可在-30℃～+80℃环境下工作，电池循环寿命高达3次，充放电效率是以往产品的24倍。

合肥工业大学制备了聚吡咯/GP复合材料电容器，在电流密度为0.5A/g时，电容量达到.5F/g，明显高于聚吡咯的比电容，提高了循环稳定性。

深圳市本征方程石墨烯技术股份有限公司将于年实现GP包铜粉纳米粒子的规模化生产，用它作为LIB负极材料电池容量可达mAh/g，而一般负极材料为50mAh/g，有利于小型化。

4.2.2复合材料

目前新一代飞机和B-X、B-和A-、A-等都加大了碳纤维复合材料（CFRP）在结构材料中的应用比例，但由于CFRP的导电性有限，在机身、机翼前缘、机翼表面都容易遭雷击，为此空客英国和BAE系统公司在英国国家航空技术开发计划（NATEP）的支持下，开发了GP增强环氧树脂，解决了高导电和防雷击问题，而无需采用金属丝，GP由Haydale复合材料解决方案公司提供。

Haydale复合材料解决方案（HCS）有限公司开发了GP增强聚合物油气管道系统，改进了强度、刚性、韧性、提高了防渗透性和耐疲劳性，在高达80℃下可耐高达50MPa压力。该公司还为航空航天部门提供GP微粒（GNPs）增强树脂材料，可提高耐热性和防化学侵袭，产品还有GP涂料和复合材料，其GP增强环氧树脂，可显著提高CFRP的强度、韧性和耐压性。该公司同时研究GP增强丙烯酸树脂，GP添加量只需1%～8%就可提高力学和物理性能、电性能和耐热性，刚性和强度可提高%。可应用于导热模具、电磁干扰屏蔽包入物和轻量风电叶片。

中科院宁波材料技术与工程研究所也研发出高导热、导电、电磁波屏蔽及具有良好柔韧性的GP屏蔽材料。

西班牙海军和海军陆战队及卡塔赫纳理工大学（UPCT），研发一系列GP纳米复合材料来对抗实战中的弹道冲击，并应用于北约标准实验综合弹道保护系统中。

4.2.3医学

欧盟研究与创新框架计划的核心项目“地平线”，已将GP在生物医药设备和治疗的应用列为今后3年的研发课题。重点内容有3方面，①可植入电子设备，如人造视网膜或生物电子界面，②药物传递，③诊断治疗设备。

澳大利亚墨尔本大学借助GP材料，开发出新的DNA测序技术。

我国标准与技术研究院（NIST）模拟通过慢拉一条DNA分子穿过石墨烯上的小孔检测电流的变化，来快速且准确测定DNA序列。

意大利雅斯特大学发现一种新的抑制神经突触的方法，所制得的氧化GP纳米片可在不影响细胞活性的同时抑制神经元信号。

深圳大学用氧化石墨烯片（GO）设计合成了一种新型的近红外光响应纳米药物，实现CO气体的NIR可控释放。

中科院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程所，利用体外高灵敏度基因突变检测模型，阐释了氧化GP与多氯联苯复合细胞毒性及遗传毒性的作用。

俄罗斯基洛夫军事医学院利用GP的特性，成功地作为肠道吸附剂。

4.2.4其他

美国Rice大学研究在直升飞机叶片上涂覆含GP的纳米涂料，就可有效地融化在其上附着的水，比目前使用的乙二醇基化学品更省时、省钱和环保。