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石墨烯在应用推广过程中，仍面临一些挑战，需针对性采取应对措施，推动产业落地。成本问题是制约石墨烯大规模应用的重要因素，无论是高质量石墨烯的制备，还是石墨烯与其他材料的复合加工，成本都相对较高，导致部分应用产品价格昂贵，难以普及。应对这一挑战，需优化制备工艺，研发更高效、低成本的制备技术，如改进化学氧化还原法、探索新型碳源材料，同时扩大生产规模，通过规模化生产降低单位成本，让石墨烯产品更具价格竞争力。​
石墨烯的分散性问题也影响其应用效果，石墨烯易团聚，难以在复合材料中均匀分散，导致材料性能提升不明显。解决这一问题，可通过表面改性技术，在石墨烯表面引入功能基团，改善其与基体材料的相容性，或采用新型分散设备，如超声分散、高速搅拌分散等，确保石墨烯在材料中均匀分布，充分发挥其性能优势。​
此外，石墨烯应用的标准体系尚未完善，不同企业生产的石墨烯产品在纯度、层数、性能等方面缺乏统一标准，影响产品质量稳定性和应用可靠性。需加快建立石墨烯材料及应用产品的行业标准和检测方法，规范市场秩序，保障产品质量，增强企业和用户对石墨烯应用的信心，推动石墨烯产业健康有序发展。