新技術推動產業化進程
石墨烯的制備一直是阻礙石墨烯產業化的決定性因素。目前現有的制備方法不是獲得石墨烯尺寸太小、難以實現量產，就是工藝復雜、所得石墨烯品質不高。而美國研究人員在一次偶然實驗中，通過簡單方法即獲得大面積高品質石墨烯，這讓石墨烯產業化進程有望加速。
美國加州理工學院(California Institute of Technology，簡稱Caltech)的研究人員開發出了室溫下只需5分鐘就能在銅(Cu)箔上形成幾厘米見方高品質石墨烯的技術，并在學術雜志“Nature Communications”上發表了論文。這項技術可能會給太陽能電池、顯示器的透明電極、燃料電池的氫離子滲透膜、高品質隔離膜以及柔性電子整體帶來很大的影響。
此前主要有兩種方法可以獲得高品質的石墨烯。一種是將膠帶貼在石墨上再揭下來，從而將石墨烯剝下來的“機械剝離法”。不過，這種方法難以實現量產，所獲得的石墨烯尺寸較小，直徑還不到1mm。
另一種方法是化學氣相沉積(CVD)法，具體是將銅箔加熱至1000℃左右，向其中加入甲烷(CH4)等碳源后形成石墨烯。這種方法雖然能夠獲得直徑在1cm左右的高品質石墨烯，但需要高溫且復雜的工藝，而且需要花費約10個小時。
此次的技術是CVD法的一種，工藝溫度為室溫，而且只需約5分鐘就能形成幾厘米見方的高品質石墨烯。具體方法是首先用氫等離子體來清潔銅箔的表面。然后，向其中加入碳源。
由此獲得的石墨烯面積大、而且缺陷非常少，其載流子遷移率在合成制作的石墨烯中屬于最高水平。
一是由氫等離子體將銅箔上的氧化銅還原并去除掉。據Caltech科研人員(Staff Scientist)David Boyd介紹，因實驗差錯在過度加熱的銅箔上形成了高品質的石墨烯，由此才發現了此次的工藝。
二是氫等離子體與CVD真空腔內殘留的氮氣發生反應，形成了化學活性較高的分子——氰自由基(Cyano Radical)，可以徹底地清潔銅箔。
三是由于采用室溫工藝，銅箔沒有出現膨脹收縮。如果是采用高溫工藝的CVD法，在降溫過程中，銅箔以及配備銅箔的基板無可避免地會出現收縮。此時，好不容易形成的高品質石墨烯也會出現缺陷。一直采用室溫的話，就不會出現這些問題。
大規模商用兩大難題仍待解
影響石墨烯產業化的因素，除了制備外，還有石墨烯的電化學性。石墨烯一個有前景的方向是顯示設備——觸屏、電子紙，但它在電子產品領域里最主要的問題，是缺乏類似半導體晶體管的“帶隙”：電子導電能帶和非導電能帶之間的區間。這一區間決定了電流在半導體晶體管中的非對稱性流動，使電路存在開、關兩種狀態。而石墨烯不存在這種區間，不具備邏輯電路。盡管針對這一領域的研究及方法較多，但石墨烯取代硅基晶體管，仍需時日。石墨烯發現者諾沃肖洛夫估計這個問題能在十年之內解決。
另一個難題就是石墨烯產業化面臨的環境風險。目前較為成熟的石墨烯產品之一——氧化石墨烯納米顆粒，盡管其在電子觸屏等領域“前景光明”，但卻對人體存在毒性。國外學者在研究中檢測到了石墨烯對于人體細胞的潛在毒性。他們發現石墨烯納米粒子的鋸齒邊緣非常鋒利和強勁，能夠輕易穿刺入人類皮膚以及免疫細胞的細胞膜，可見石墨烯確實對人類和其他動物都存在潛在的嚴重危害。這個項目的研究者稱：“這些材料可被無意吸入，或者故意注入以及作為新型生物醫學技術的組件植入人體，所以我們需要了解它們在體內和細胞會產生怎樣的互動。”
另外一項研究發現，氧化石墨烯納米粒子如果找到進入地表或地下水資源的方式，就會對環境產生影響。科學家們研究了含絕少有機物的地下水資源，這些水的硬度偏高，氧化石墨烯納米粒子在這樣的環境下會變得不穩定并形成沉淀。不過在如湖泊、河流之類的地表水，有機物含量相對較多，水硬度更低，這些粒子會更加穩定，并能夠漂流向更遠的地方，也會流往地下。所以這種納米粒子的泄露就有可能對有機物、植物、魚、動物和人類造成危害。受影響的區域也將很快擴散。
有研究人員認為：“石墨烯的開發仍處在初級階段，并且作為一種人造材料，現在這個時期正是我們測試和了解其潛在危害的好機會。在石墨烯真正開始在我們的生活中越來越廣泛存在之前，我們還有數年時間做進一步研究。現在的挑戰就是要解決其安全性問題，讓石墨烯對我們自身和我們的星球而言都盡可能變得安全。”
