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三维石墨烯因其多孔立体结构、优异的导电性与机械性能，被广泛用于储能、电催化、生物传感等领域。但其制备方法的复杂性及产业化过程中面临的成本与性能稳定性问题，仍是当前行业技术瓶颈。
在制备方面，三维石墨烯主要采用化学气相沉积（CVD）、水热还原、自组装法、模板法等技术。其中模板辅助法因结构可控性强而被广泛研究，利用金属泡沫或聚合物模板作为支撑，沉积石墨烯材料后再去除模板，形成立体框架结构。但该方法对设备精度及反应条件要求较高，难以规模推广。
水热还原法则以氧化石墨烯为前驱体，通过高温还原生成三维结构，工艺较简便，适合实验室应用，但面临石墨烯层结构不完整、电导率不均的问题。CVD技术制备的三维石墨烯纯度较高，但成本较高、对工艺稳定性要求严苛，不利于大批量生产。
产业化方面的难点主要包括：一，原材料成本偏高，尤其是高纯度氧化石墨烯与还原剂对价格的敏感性明显；二，产线制程控制难，容易因环境条件波动导致产品性能不一致；三，三维结构的力学强度及复合稳定性仍需优化，尤其是在储能器件等长期载荷使用条件下，存在结构坍塌风险。
因此，未来产业化路径建议从低成本前驱体筛选、绿色制备路线开发、自动化连续工艺建设等方面推进。同时，通过多学科交叉手段实现结构模拟与性能预测，进一步缩短从实验室到应用端的转化周期。
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