「這都妳的尺寸，我怎麼穿得下啦！」買了2條相同尺寸的塑身褲，作家吳淡如拿一條送給藝人林美秀，以為自己穿不下的林美秀忍不住抱怨。沒想到，一試穿，發現這條塑身褲竟然完全穿得下。「不管妳身高是175公分還是155公分，22腰或是46腰，從S到2XL的身材通通穿得下喔。」林美秀驚豔地說，更不忘分享自己親身試用的體驗，一句「最近朋友看到我都說：『美秀，妳身材變好了耶！』」這是最近打開電視，經常看到二人代言的PP石墨烯懶人塑崩褲廣告。驚豔之餘，也讓人對被喻為神奇奈米材料的石墨烯充滿想像。打開購物網，一件石墨烯能量智慧機能內衣就要價上千元，也讓消費者好奇，究竟是不是噱頭？添加了石墨烯材料的塑身褲到底有何神奇之處？
傳導性佳 獲市場青睞
原來，石墨烯具有遠紅外線光波，能快速導熱，還可蓄熱保溫；加上導電性佳，可促進血液循環。「加入石墨烯後，這條塑崩褲散熱效能好、有透氣排汗效果，頗適合在運動的時候穿。不到2個月就賣了5萬條，寫下1億5千萬元的銷售紀錄。」販賣石墨烯塑身褲的業者笑說。「不只用在塑身褲，石墨烯也能製成保暖棉被和塑身腰帶，現在用在紡織品上的應用非常多。」實際上，石墨烯廣泛運用在紡織業，已是不爭的事實。
不只紡織業者，就連化妝品業者現在也把腦筋動到石墨烯上。像是Dr.CARE凱兒生技研發的面膜布料，就以傳導性佳的石墨烯製成。「石墨烯能釋放遠紅外線能量加速精華液導入，縮短面膜使用時間；有些使用過的消費者說，使用石墨烯面膜好像做臉一樣，能夠將精華液完全導入皮膚吸收，用完皮膚都會發亮。」凱兒生技總經理杜旻倫笑著說。
面對殺成一片紅海的面膜市場，為了找出差異性，凱兒生技找上了開發尖端材料的業者合作，最後選定添加黑科技傳導介質之王—石墨烯，沒想到竟然一炮而紅。
應用廣泛 拓龐大商機
目前凱兒生技每月營收都破百萬元，獨家研發的石墨烯面膜，自去年9月上市以來，就已占整體營收4成，而且消費者的回購率更高達8成。「未來也規劃將石墨烯運用到其他女性用品，包括衛生用品，如護墊等貼身用品等。」杜旻倫對本刊透露。
不單是紡織品、化妝品業者採用，石墨烯因質地輕又堅韌，也被廣泛使用在運動器材上，像是自行車車架、鞋子，甚至是弓箭都默默添加了石墨烯材料。像是剛結束的2020年東京奧運，射箭比賽中，在5面金牌裡奪下4面的韓國射箭隊，他們使用的弓箭就採用石墨烯複合材料所製，重量更輕盈，有加分效果。
談到石墨烯的前世今生，不得不提起2010年諾貝爾物理獎得主—英國曼徹斯特大學的蓋姆（A. K. Geim）與諾沃謝洛夫（K. S. Novoselov）博士，在二人二維晶體石墨烯（graphene）材料物理的學術論文發表後，石墨烯就開始受到產官學界的高度矚目。
「持平而論，目前石墨烯用在服飾、面膜與運動用品上，只能算是小菜一碟。接下來，包括電池、第三代半導體、國防工業等先進科技應用，若能突破生產良率與高成本的瓶頸，就會有更大的商機在等著石墨烯。」長年研究石墨烯與能源材料，替科技部主持A世代半導體研究計畫的中央大學機械與光電中心教授蘇清源直言。
成本高昂 製程待改良
正因為如此，包括美國IBM、韓國三星（Samsung）、中國華為、德國賓士（Mercedes-Benz）、拜耳等國際大廠，早就投入相關產品和先進石墨烯電子元件的研發，而台廠也不落人後，像三晃和久宏鑫等業者，也積極投入石墨烯薄膜和石墨烯基化合物的研發與量產製造，就連科技部也正與學研機構合作開發石墨烯製程技術。
去年的美國消費性電子展CES上，德國賓士就展出一款採用石墨烯電池的純電動概念車AVTR，雖然石墨烯電池仍在實驗階段，但也彰顯賓士企圖藉石墨烯翻轉電動車生態的企圖心。
在此之前，力抗蘋果iPhone的韓國三星和中國華為二大手機廠，也都喊出要推出採用石墨烯電池的新手機。不過，在鋰電池內添加石墨烯所製成的石墨烯電池，由於生產成本太過昂貴，一克售價高達近萬元，被業界笑稱是「純金」打造的電池，根本無法大規模應用。「相對於石墨烯電池，鋰電池不論在成本與技術都更具優勢。石墨烯電池現階段僅用於航空、航太行業。可以預見，若石墨烯製程與設備成本無法下降，石墨烯電池的商品化勢必要再等等。」業者搖著頭說。
不只科技大咖想用在電池儲能應用上，就連半導體教父、台積電創辦人張忠謀都看好石墨烯的前景。「雖然自台積電後，半導體業還未出現重大創新，但我看好碳導管、石墨烯等新材料可能會成為下一波半導體新技術！」張忠謀曾公開表示。
全球產量 中國占過半
為擺脫美國政府對於曝光機（中國稱為光刻機）的控制，中國產官學界似乎把張忠謀的話給聽進去了。因為中國不僅擁有全球80％的石墨礦儲量，也占全球每年過半的產量，具有發展石墨烯產業的先天優勢。
目前，以碳奈米管或石墨烯為主的碳基晶片，全球的市場規模已突破6,100萬美元（約新台幣16.9億元），並將成為發展第三代半導體科技的新風口。日前，中國科學院宣稱，已在碳基晶片領域獲得巨大突破，未來中國可望繞開荷蘭ASML所研發的高階曝光機製程，期望能提升碳基晶片的量產，並在該領域領先世界至少3年。
此外，華為也在近日首次公開了石墨烯場效應電晶體專利，通過提高元器件的輸出電阻，從而提升晶片的工作效率，試圖從晶片突圍。就在中國大力扶植石墨烯技術搶進第三代半導體，並壟斷上游原料之際，台灣又該如何發展石墨烯相關產業呢？蘇清源認為，經過10多年努力，石墨烯商品化的速度比預期還慢，除了石墨烯的殺手級商品尚未出現外，石墨烯製程與設備手續繁複，導致價格昂貴。「台灣發展石墨烯的優勢，就在於科技電子業群聚有很大的量能，石墨烯應用的驗證可從上游一路延伸到中下游。」蘇清源直言。
而台灣切入石墨烯複合材料應用的腳步，雖然相較於美、中、韓、日來得慢，台廠仍積極搶進，三晃與美商安固強合作；久元電子子公司久宏鑫則引進國外的石墨烯CVD成長技術，在台灣建立第一座8吋石墨烯CVD爐。
但石墨烯並非僅追求量產即可，還要在短時間內整合殺手級產品，「拚應用的出海口才是關鍵。」蘇清源強調。
但究竟哪裡才是石墨烯的出海口？蘇清源透露：「石墨烯複合材料的高階應用將是最大破口。」舉例來說，像是藥物的封緘防潮、高階電路板、電子元件的抗腐蝕應用，特別在軍規和火箭等特殊用途的電路板，都需要長時間的抗腐蝕、對穩定度的要求高，也會讓使用者願意買單。「另外，第三代半導體材料，石墨烯是很重要的合成輔助材料，能解決目前先進半導體發展的技術瓶頸。」蘇清源指出。
結合軍事 具隱形效果
對此，帶領中原大學團隊，已研發出「綠色石墨烯製備技術」—不使用強酸或氧化劑，只使用純水，透過瞬間高溫及超音波震盪技術，進而將石墨烯剝離出來的中原大學化工系教授劉偉仁，就是國內少數研發成功的案例，甚至已將其運用到國防工業中。
他說：「石墨烯具有高吸收電磁波的特性，相當適合應用在軍事設備上。把石墨烯製成的迷彩布蓋在坦克車上，經過熱交換反應，坦克車在紅外線攝影機中就如同隱形一般。若製成塗料漆在戰機上，則可將電磁波吸收和散射，能打破雷達探測，達到隱形效果。」
劉偉仁對本刊透露，原本難以量產的石墨烯，透過該技術，不僅可用相對低廉的成本量產，還能維持高品質，研究團隊已在美、中、台申請專利，並獲國內中科院採用，未來將用於隱形戰機的機身塗料，為國軍打造新一代戰機。
在生醫領域方面，則有陽明交通大學生物醫學工程系教授陳右穎，正與北醫、中研院合作，利用石墨烯重新打造神經探針晶片，克服過去無法與磁振造影同時使用的侷限，一方面偵測腦神經電信號與化學物質，又能進行深腦刺激治療，讓診斷與治療合而為一。
從紡織、化妝品到半導體、國防工業，全球石墨烯的研究正遍地開花，台廠能否搶得先機卡位成功，考驗業者們的智慧。
