石墨烯：2020年撬動萬億產(chǎn)業(yè)鏈

? ? 　石墨烯是以六角形呈蜂巢晶格排列的薄膜， 僅一個碳原子厚，是迄今已知最單薄的納米材料。

　　它恬靜低調(diào)，把勝過鋼鐵20倍的“堅強(qiáng)”，“掩藏”在黑黝黝的石墨易脆外表下；柔順得富有可塑性，卷成圓筒狀成為一維碳納米管，團(tuán)作球狀可得到零維富勒烯；通體透明能被一眼看穿，卻只吸收微弱的光線。

　　中國是石墨資源大國，也是石墨烯研究和應(yīng)用開發(fā)最活躍的國家之一。

　　2月4日，為貫徹落實日前發(fā)布的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，國家發(fā)改委公布《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》2016版，將石墨烯等新材料納入其中。

　　超輕薄型飛機(jī)、海水重防腐涂料、柔性折疊手機(jī)和遠(yuǎn)紅外發(fā)熱理療護(hù)具……與石墨烯有關(guān)的產(chǎn)品漸入百姓視線，令人驚嘆它既可“高大上”又能“接地氣”，幾乎無所不能。

　　目前，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)化一枝獨秀，處于世界領(lǐng)先地位，主要是其正在快速推動制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型。有專家預(yù)測：2020年石墨烯將撬動萬億產(chǎn)業(yè)鏈。但同時，專家呼吁要加強(qiáng)石墨烯在戰(zhàn)略高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的布局，如信息、光電和生物等領(lǐng)域。正如中國科學(xué)院院士劉忠范所言，“抓住石墨烯發(fā)展良機(jī)，提升我國高科技產(chǎn)業(yè)競爭力?！蹦敲?，我們將如何把握“天時地利人和”之契機(jī)，才能贏定未來？全國兩會期間，科技日報記者就此采訪了業(yè)內(nèi)資深的專家學(xué)者。

　　天時：時運所致 引領(lǐng)碳時代

　　2004年，石墨烯在英國“呱呱落地”，兩位英國科學(xué)家因在實驗室從石墨中剝離出石墨烯，并證明其特殊性能，在2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。從此，作為碳家族中新材料的一員，石墨烯一夜成名，世界矚目。

　　時運所致。有學(xué)者指出，21世紀(jì)將是碳的時代，而石墨烯將可能引領(lǐng)風(fēng)騷，全方位改變?nèi)祟惿鐣?。因為它猶如大隱于世的功夫高手——靜若處子，動若脫兔。

　　僅一個碳原子厚，石墨烯是以六角形呈蜂巢晶格排列的薄膜，是迄今已知最單薄的納米材料。它恬靜低調(diào)，把勝過鋼鐵20倍的“堅強(qiáng)”，“掩藏”在黑黝黝的石墨易脆外表下；柔順得富有可塑性，卷成圓筒狀成為一維碳納米管，團(tuán)作球狀可得到零維富勒烯；通體透明能被一眼看穿，卻只吸收微弱的光線。

　　石墨烯骨子里迸發(fā)的“速度與激情”，著實令人驚詫。它對熱的傳導(dǎo)興奮程度高于碳納米管和金剛石；在常溫下，導(dǎo)電性能達(dá)到光速的1／300，完勝一般導(dǎo)體等。石墨烯是第一個被證實單獨存在的二維材料，仿佛是打開了新知世界的大門。它憑借與眾不同的“個性”，愈發(fā)被期許引爆顛覆社會變革的力量。

　　然而，石墨烯應(yīng)用顯現(xiàn)兩面性：安靜下有著強(qiáng)大親合力，用適當(dāng)?shù)姆绞胶推渌牧辖Y(jié)合，或如同工業(yè)味精在其中添加一點，可增強(qiáng)性能，提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的層次；能動中卻難以琢磨駕馭，如高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、高透光性，正是目前從事石墨烯材料的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)共同面臨的技術(shù)瓶頸，激發(fā)各國科研人員爭相探索挖掘它無可替代的“殺手锏”級應(yīng)用，這也是未來二三年內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)化能否成功的關(guān)鍵所在。

　　與碳納米管、碳纖維不同，“石墨烯不是一種材料，而是一批材料”，正如“石墨烯之父”、諾獎得主安德烈·海姆在接受科技日報記者專訪時強(qiáng)調(diào)。從長期看，石墨烯材料可能同鋼鐵、塑料一樣重要，有可能代替硅成為信息技術(shù)的基礎(chǔ)材料，還可能在能源、交通、航空航天、柔性電子和醫(yī)療保健等領(lǐng)域大放異彩。

　　地利：戰(zhàn)略把握 破冰產(chǎn)業(yè)化

　　國家層面的需要，影響和決定一個產(chǎn)業(yè)的高度和發(fā)展方向。目前，世界很多國家將石墨烯作為高技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點，尤其在高端研發(fā)方面競爭激烈。

　　歐盟率先在2013年啟動石墨烯旗艦計劃，斥資10億歐元；英國和韓國分別投入5000萬英鎊、3．5億美元，進(jìn)行石墨烯商業(yè)化計劃。值得一提的是，當(dāng)前歐美日韓等國家地區(qū)的石墨烯相關(guān)技術(shù)研發(fā)都以企業(yè)為主體，如IBM、三星公司等，并加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的路徑，深耕信息、光電和生物等高新技術(shù)研究，在戰(zhàn)略上已形成主動。美國石墨烯產(chǎn)業(yè)已形成相對完整的石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈。

　　“我國的石墨烯產(chǎn)業(yè)一枝獨秀?，F(xiàn)在主要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級做得較多，這與企業(yè)的創(chuàng)新能力增強(qiáng)和高校產(chǎn)學(xué)研結(jié)合日漸密切相關(guān)，幾乎每個石墨烯企業(yè)背后都有大學(xué)研發(fā)的身影。但在高技術(shù)研究方面比較缺失，國家還沒有大力投入，企業(yè)更無足夠?qū)嵙θラ_展。如不改變，我們也許將會在戰(zhàn)略布局上喪失優(yōu)勢。”國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展咨詢委員會成員、中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春對科技日報記者說。

　　清華大學(xué)深圳研究生院院長、碳材料專家康飛宇指出，“國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)尚存在不足：首先是原創(chuàng)研究和應(yīng)用匱乏，多為集成創(chuàng)新；其次，國內(nèi)有些所謂石墨烯產(chǎn)品只是與石墨烯‘沾邊’，未挖掘出其核心技術(shù)，應(yīng)用主要是鋰電池導(dǎo)電添加劑、涂料和導(dǎo)熱膜等中低端產(chǎn)品；再有，急功近利者打著石墨烯的旗號‘忽悠’投資圈錢，導(dǎo)致市場魚龍混雜。由此，企業(yè)需練好基本功，行業(yè)亟待制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范市場?！?/p>

　　“破冰產(chǎn)業(yè)化，關(guān)鍵在于石墨烯這一新興材料能給人們帶來什么！”中國石墨烯產(chǎn)業(yè)奠基人、深圳清華大學(xué)研究院原院長馮冠平提出。他強(qiáng)烈建議：“我國企業(yè)不能跟著論文走，要跟著市場走；投資不要跟著股票走，要跟著創(chuàng)新型企業(yè)走；地方政府不要跟風(fēng)走，要多為石墨烯企業(yè)的新產(chǎn)品使用創(chuàng)造條件，培育這一新興產(chǎn)業(yè)。”

　　人和：融通中外 拓展朋友圈

　　俗話說，天時不如地利，地利不如人和。石墨烯產(chǎn)業(yè)要形成良性發(fā)展環(huán)境，更需要的是齊心協(xié)力。

　　迄今，中國業(yè)界對外已同美、英、西班牙、澳大利亞等25個國家和地區(qū)的企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)，建立了合作關(guān)系，由中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟每年召開的“中國國際石墨烯創(chuàng)新大會”成為全球最大規(guī)模的石墨烯產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會，以中國引領(lǐng)的全球石墨烯產(chǎn)業(yè)“朋友圈”正在形成。

　　“中國正引領(lǐng)全球石墨烯商業(yè)化進(jìn)程。對此，世界應(yīng)該感謝中國?！苯┠陙恚l繁來華考察石墨烯產(chǎn)業(yè)的海姆對記者表示。之所以能有這樣的結(jié)果，與最初一批海外留學(xué)精英人員回國研發(fā)和創(chuàng)業(yè)密切相關(guān)。而隨著行業(yè)的快速發(fā)展，急需引進(jìn)海內(nèi)外不同領(lǐng)域和背景的高層次復(fù)合應(yīng)用型人才。

　　有專家擔(dān)憂，盡管在石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈中，我國率先形成上中游鏈條，但是下游還處于起步階段，基本以中小企業(yè)綿薄之力為主。而這階段才蘊藏著高附加值，若長期發(fā)展乏力，不僅會導(dǎo)致巨大利潤拱手讓人，還將制約上游發(fā)展，殆盡初期積累的優(yōu)勢。

　　李義春建議，“出于轉(zhuǎn)型升級的改良需要，我國目前石墨烯產(chǎn)業(yè)投資主體以民營企業(yè)為主，在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)方向上缺乏統(tǒng)籌布局，而提升國家高技術(shù)增長點需長期投入驅(qū)動創(chuàng)新，亟待國家在戰(zhàn)略上統(tǒng)籌布局、政策上及時給予扶持，并且在資金上加大投入力度。”