石墨烯是以六角形呈蜂巢晶格排列的薄膜，僅一個(gè)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(jiān)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(shí)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(diǎn)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(dú)秀，處于世界領(lǐng)先地位,主要是其正在快速推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型。有專家預(yù)測(cè):2020年石墨烯將撬動(dòng)萬億產(chǎn)業(yè)鏈。但同時(shí),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。”那么,我們將如何把握“天時(shí)地利人和”之契機(jī),才能贏定未來?全國兩會(huì)期間,作者就此采訪了業(yè)內(nèi)資深的專家學(xué)者。

天時(shí)：時(shí)運(yùn)所致 引領(lǐng)碳時(shí)代

2004年,石墨烯在英國“呱呱落地”,兩位英國科學(xué)家因在實(shí)驗(yàn)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(jiǎng)。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(shí)運(yùn)所致。有學(xué)者指出,21世紀(jì)將是碳的時(shí)代,而石墨烯將可能引領(lǐng)風(fēng)騷,全方位改變?nèi)祟惿鐣?huì)。因?yàn)樗q如大隱于世的功夫高手——靜若處子,動(dòng)若脫兔。

僅一個(gè)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(jiān)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(shí)令人驚詫。它對(duì)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(gè)被證實(shí)單獨(dú)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(gè)性”,愈發(fā)被期許引爆顛覆社會(huì)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(diǎn),可增強(qiáng)性能,提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的層次;能動(dòng)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(jí)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(jiǎng)得主安德烈·海姆在接受科技日?qǐng)?bào)作者專訪時(shí)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(gè)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(diǎn),尤其在高端研發(fā)方面競爭激烈。

歐盟率先在2013年啟動(dòng)石墨烯旗艦計(jì)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(jì)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(dòng)。美國石墨烯產(chǎn)業(yè)已形成相對(duì)完整的石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈。

“我國的石墨烯產(chǎn)業(yè)一枝獨(dú)秀。現(xiàn)在主要對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)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(gè)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(huì)在戰(zhàn)略布局上喪失優(yōu)勢(shì)?！眹倚虏牧袭a(chǎn)業(yè)發(fā)展咨詢委員會(huì)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(duì)科技日?qǐng)?bào)作者說。

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(hào)‘忽悠’投資圈錢,導(dǎo)致市場(chǎng)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(chǎng)?！?

“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(chǎng)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(shí)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(duì)外已同美、英、西班牙、澳大利亞等25個(gè)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(huì)”成為全球最大規(guī)模的石墨烯產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會(huì),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(duì)此,世界應(yīng)該感謝中國?！苯┠陙?頻繁來華考察石墨烯產(chǎn)業(yè)的海姆對(duì)作者表示。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(yùn)藏著高附加值,若長期發(fā)展乏力,不僅會(huì)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(shì)。

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