石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段,随后即进入快速成长阶段;从2008年开始,尤其是在2010年石墨烯发明者获得了诺贝尔奖之后,关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。
下文从专利分布、研究机构分布、研究领域分布和主要研究成果等方面梳理目前石墨烯的基础科研动向。
一、专利分布
目前全球共有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究,其中包括三星、IBM等科技巨头。我们通过最近几年的专利申请情况对目前石墨烯的研究进展进行概览。

从专利申请总量来看,2010年以来全球石墨烯专利申请总量呈爆发式增长;2012年全球石墨烯专利申请量已经达到3500个,可见目前全球范围内正在掀起石墨烯研究与开发的高潮。
从石墨烯专利申请国别分布来看,2013年全球石墨烯专利申请量最大的是中国,其次为美国、韩国和日本。在石墨烯相关论文方面,欧盟排名第一,2013年共发表了7800篇论文;就国别而论,依然是中国排名第一,共发表了6649篇论文。
总体而言,目前中国已经处在石墨烯研究的前沿阵地;但是,从研究深度和创新性而言,非常核心的技术和创新性技术中国仍未掌握。

二、研究机构分布
从事石墨烯研究的机构比较广泛,包括学术研究机构、企业、个人和政府层面。比较普遍的研究模式是学术研究机构与企业的合作,例如韩国三星与韩国成均馆大学合作对石墨烯的制备基础方法和应用开展研究。
从研究机构专利数量口径看,在前十名中,有4家机构来自韩国,4家来自中国,2家来自美国。并且,6家机构都是科研院所或独立科研机构,4家为企业。其中,专利数量最多的是韩国三星电子,其专利申请数量为210个,占全球总量的7.3%,其研究范围涵盖了石墨烯制备方法和在显示屏、锂电池领域的应用;其次为韩国成均馆大学、浙江大学、IBM、清华大学等。

三、研究领域分布
从石墨烯研究领域分布看,全球研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。
中国石墨烯研究热点主要分布石墨烯纳米复合材料、石墨烯制备、石墨烯电极等方向。

我们统计了前20位主要研究机构的重点研究领域,发现研究热点分布于:(1)复合材料;(2)碳纳米管;(3)电容器;(4)传感器;(5)晶体管;(6)透明电极;(7)锂电池;(8)燃料电池。上述研究大多属于石墨烯应用,而关于石墨烯的制备改进工艺或者大规模量产石墨烯的基础研究非常少。
四、最新研究成果
在石墨烯制备方面,最新的研究成果是在生成单晶石墨烯的方法上,目前有两种方法已经能获得直径约为1mm的单晶石墨烯和直径为25px的单晶石墨烯,但是这两种方法各有优劣。
在石墨烯应用方面,最新的研究成果包括把作为光敏元件(PD)的光增益提高到了原来的约1000倍、提高柔性湿度传感器的响应时间等。在锂电池、半导体、传感器、无线通讯、电容器、电子元件、海水淡化等多个领域都有重大突破。
在众多最新研究成果中,属于中国研究机构的成果依然稀少,印证了前文中我们提到的,虽然中国在专利申请和论文发表方面在国际领先,但是在真正的研究前沿方面距离美国、日本和韩国等国家仍有一定差距。

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