橡胶是继石油、铁矿和有色金属后的第四大战略物质，是一种不可替代的高弹性材料，在交通运输、航空航天、国防军工和机械设备等国民经济和高新技术领域获得广泛的应用。在一些苛刻的服役环境下，橡胶材料易出现疲劳、磨损、产生静电、力学性能下降甚至是破坏，进而带来重大的安全隐患。本项目利用独特二维片层结构的石墨烯优异的机械性能、热性能及电学性能，开发出基于石墨烯的高耐磨、耐疲劳、抗静电聚合物复合材料，提升橡胶产品的性能和附加值，推进石墨烯纳米复合材料在轮胎、传输带及高端运动鞋鞋底等领域的应用，提高行业产品的国际市场竞争力 。

本项目利用石墨烯特殊的单层、二维纳米尺度结构以及高硬、透明、导电、导热、增强、增韧、吸波等特殊性能，对石墨烯进行功能化改性后，将其用于汽车革的制造，大幅提高汽车等皮革及其制品特殊的耐磨耐刮、耐UV老化、抗菌防霉、阻燃抑烟、防水防污、负离子释放等高物性和功能性，全面提升汽车革的等级，提升我国皮革及其制品的国际市场竞争力，推动提升我国高铁、汽车、飞机等高端装备制造业的竞争力。

为了进一步提高润滑油的耐磨能力，减少传统润滑油添加剂带来的环境污染，润滑油市场对于新型高耐磨的润滑油添加剂的需求越来越大。石墨烯是目前发现的最薄、最强、最硬、具有优良的导电导热性能等诸多优点的一种新型二维纳米材料，石墨烯及其衍生物作为润滑油添加剂的研究逐渐成为当前研究的热点之一。其中氟化石墨烯具有高的热分解温度、优异的润滑性能、良好的分散性、高的透明性等特点，近年来已逐渐成为石墨烯功能化改性的研究热点之一，有望作为一种新型润滑油添加剂以改善润滑油的综合性能。

目前，我国每年产生废弃高分子材料约为1000万吨，造成数千亿元经济损失，同时在使用过程中极易发生老化降解，不仅带来严重的环境及安全问题，还严重影响许多国防和行业重大工程的质量安全。本项目利用石墨烯材料独特的结构特点，从物理化学微观结构层面上揭示其捕获/清除自由基、阻隔氧扩散的分子机理，并在此基础上制备抗老化助剂，解决高分子材料不稳定、寿命短的难题，使其在研制开发高效、多重抗老化的全新高分子材料方面具有巨大潜力。

国家规划把四川盆地建成我国最大的页岩气产业基地，要求2035年形成达到年产900-1100亿方的大产业。这是具有极其重要意义的战略部署。为达到宏伟目标，尚有一系列技术难题需要攻克。在当前为满足进一步大幅降低成本和更严格保护生态环境的需要，急需解决两大技术难题：

1）用水基钻井液代替油基钻井液，其中研发一种水基页岩纳-微米孔隙裂缝封堵剂是其必要条件。

2）研发一种专用于压裂液的纳米材料，以大幅度提高水平井体积改造压裂液效率的压裂液体系，是其当务之急。

本项目中石墨烯作为一种综合性能优越的新型材料，其结构和性能特点使其具有很强的改性能力，从而成为解决以上两个难题最大可能的新材料。

飞机在遭遇结冰气候条件时，机翼襟翼、垂尾前缘等迎风面因易结冰而破坏飞机气动外形，造成飞行性能和气动性能下降，严重时甚至造成飞机坠毁的重大事故。目前飞机采用的防/除冰方法存在重量大、能耗高、稳定性差等缺点，因而亟需研制轻质、高效的防/除冰新材料、新方法以减少飞机防/除冰的“重量代价”和“能源代价”。本项目利用石墨烯优异的电、热学性能、超强的机械性能与稳定性的特点，开展适用于飞行器特殊工况下的石墨烯膜片研发工作，完成石墨烯加热膜防/除冰的结构设计及防/除冰效果考核试验等工作。

本项目利用石墨烯电热膜优异的电学、热学性能，研制开发出一种适应性广、高效节能、安全易用的建筑物室内供暖系统，该供暖系统可以便捷高效地利用太阳能、风能等清洁能源取暖，从而适应不同地区特别是不具备集中供暖条件的地区的分散分户供暖需求。石墨烯供暖电热转化效率高、使用安全，较传统供暖方法更节约能源、清洁环保、性价比高、舒适性好，有望成为我国新型优质高效的供暖方式。

本项目利用石墨烯独特的物理性质以及其远红外的生物效应，根据乳腺经络循行及穴位分布设计石墨烯远红外理疗康复仪器。所研发的石墨烯远红外乳腺增生类疾病医疗器械是将传统中医经络系统与石墨烯远红外发热技术相结合，刺激乳腺体表相应腧穴，疏通经络，使乳腺增生类疾病得到精准的及时治疗，抑制其向肿瘤的转变，提高患者的健康水平。

本项目利用石墨烯独特的物理性质以及其远红外的生物效应，通过石墨烯能量舱实现对人体的理疗作用，并通过石墨烯能量舱的热成像系统重点监测人体全身及局部温度的异常，对此进行分析筛查，红外热成像图比结构影像可提前半年乃至更早发现潜在病变，在肌体没有明显病变体征的情况下解读出潜在的隐患，为疾病的早期发现与防治赢得宝贵的时间，实现安全、经济、快速的疾病筛查。