最近幾年，有關(guān)石墨烯的新聞一直都備受關(guān)注，不論是歐盟選定石墨烯旗艦研究項目作為首批技術(shù)旗艦項目之一，還是習(xí)近平主席訪英期間參觀曼切斯特大學(xué)國家石墨烯研究院等，它的每一次出鏡都在撩撥著大眾的心弦：石墨烯進(jìn)步一小步，世界將進(jìn)步一大步。
經(jīng)過多年科學(xué)研究的積累，我國石墨烯企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化步伐不斷加快，制備工藝呈現(xiàn)多元發(fā)展，已有少數(shù)企業(yè)具備石墨烯產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)的能力。但是，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)目前存在企業(yè)規(guī)模小、應(yīng)用化程度低、炒作氛圍濃厚等等。近日，國內(nèi)新材料知名媒體針對我國石墨烯產(chǎn)業(yè)化之路到底該如何走，采訪了行業(yè)內(nèi)一些知名專家和企業(yè)家，讓我們一起聽聽大牛們?nèi)绾握f。
未來石墨烯的制勝之路必然是從分散走向集約
——中科院院士、北京大學(xué)教授劉忠范
中科院院士、北京大學(xué)教授劉忠范在接受采訪時指出，不論是石墨烯的基礎(chǔ)研究還是產(chǎn)業(yè)化的前期研發(fā)，我國對石墨烯的關(guān)注度最高、研究隊伍最龐大。2011年以來，我國研究人員發(fā)表的石墨烯文章總數(shù)和專利申請數(shù)量已經(jīng)穩(wěn)居世界第一位。但我國對于著眼未來，需要時間、耐心和資金投入的研究做得太少，比較急功近利，這是我國石墨烯研究和英國有差距的原因之一。
英國和歐盟的石墨烯研究投入相當(dāng)集中，并且在政策導(dǎo)向上致力于把大學(xué)里的基礎(chǔ)研究和企業(yè)密切結(jié)合起來。如曼切斯特大學(xué)國家石墨烯研究院的經(jīng)費(fèi)投入就與我國自然科學(xué)基金的投入不相上下，而2013年啟動的歐盟石墨烯旗艦項目的十年總投入達(dá)10億歐元。這樣的投入方式使得資源更集中，也可以做點(diǎn)大事。
相比之下，我國的石墨烯研究基本上屬于自發(fā)性的群眾運(yùn)動模式，一大堆人搶一塊很小的蛋糕，投入非常分散，缺少國家層面的全局性規(guī)劃，這樣就很難布局長遠(yuǎn)的目標(biāo)。實際上，這種投入方式帶來的常常是表面上的繁榮，并且造成人力、物力和財力資源的極大浪費(fèi)。所以我國要實現(xiàn)石墨烯真正的繁榮發(fā)展，必然是要把大家整合起來發(fā)展，從分散走向集約。
石墨烯不能“一藥治百病”，踏實做好研究才是關(guān)鍵
——華僑大學(xué)陳國華教授
華僑大學(xué)陳國華教授指出，石墨烯因其獨(dú)特屬性一直以來都是研究熱點(diǎn)，吸引了包括地方政府和眾多下游企業(yè)在內(nèi)的大量關(guān)注。他認(rèn)為石墨烯雖然被譽(yù)為“即將顛覆二十一世紀(jì)的新材料”，但它只是一系列的材料品種，其本質(zhì)是一類碳材料，在產(chǎn)業(yè)化過程中應(yīng)結(jié)合不同品種的不同特性來具體進(jìn)行，而不能“一藥治百病”。
陳國華教授還表示，當(dāng)下的石墨烯研究成果無論在理論還是產(chǎn)業(yè)化上，都存在過多的炒作，如科研方面追蹤性論文多而原創(chuàng)性工作偏少，產(chǎn)業(yè)化方面資本市場的涌入、過度炒作夸大宣傳、將石墨烯作為治百病的靈藥，這些在給大家?guī)砗芏嗪锰幍耐瑫r，也造成了急功近利的弊端，產(chǎn)業(yè)化虛假繁榮的泡沫，給石墨烯帶來了一定的負(fù)面影響。陳國華教授特別強(qiáng)調(diào)，應(yīng)用研發(fā)應(yīng)該沉下心來，踏踏實實，做到盡善盡美，不可急于求成。
“石墨烯讓手機(jī)幾秒鐘充滿電”說法不靠譜
——寧波墨西科技首席科學(xué)家劉兆平博士
采訪過程中，針對當(dāng)下十分火熱的“石墨烯可讓手機(jī)幾秒鐘充滿電”這一觀點(diǎn)，寧波墨西科技有限公司首席科學(xué)家、中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員劉兆平博士提出了自己的觀點(diǎn)：石墨烯在鋰電池領(lǐng)域的應(yīng)用毋庸置疑，可以很好地改善電池充放電性能，但也絕不像這般神奇，能幾秒鐘讓手機(jī)充滿電。石墨烯是個好東西，它極佳的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能給材料界帶來了極大的震撼，但如今媒體和資本市場過度炒作這一噱頭，導(dǎo)致石墨烯出現(xiàn)虛假繁榮，并不是好現(xiàn)象。
他談到：“目前，石墨烯在鋰電池中最為可能的應(yīng)用主要包括以下三方面：一是作為導(dǎo)電添加劑，技術(shù)上沒有任何問題，主要是考慮性價比;二是電極復(fù)合材料，當(dāng)前已經(jīng)有諸如高性能磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合制劑材料和超級電容器用得活性炭/石墨烯復(fù)合電極材料，經(jīng)過兩三年的研發(fā)可以進(jìn)一步開發(fā)高容量的納米硅/石墨烯復(fù)合負(fù)極材料;三是最為集流體改性涂層，增強(qiáng)電池充放電性能，這一應(yīng)用也是需要考慮性價比。
未來石墨烯應(yīng)用的發(fā)展將主要集中在兩個層面：一個是日常用品領(lǐng)域，石墨烯需要降低生產(chǎn)成本、提高適用性，如電池、涂料、塑料、油墨等;另一方面，基于石墨烯自身獨(dú)有的特性開發(fā)出相適應(yīng)的、新的電子產(chǎn)品，如柔性顯示。未來三到五年之內(nèi)，我們應(yīng)該能看到?！?/p>
“石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)該做減法”
——中科院山西煤炭化學(xué)研究所陳成猛博士
中科院山西煤炭化學(xué)研究所教授陳成猛博士在采訪中指出，石墨烯是新崛起的納米碳材料，我國在該領(lǐng)域的研究一直與國際處于并行狀態(tài)，甚至在某些產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域還有一定的優(yōu)勢，目前已在石墨烯粉體和薄膜的規(guī)?；苽?，超級電容器和鋰電池儲能應(yīng)用，導(dǎo)電油墨、防腐涂料和抗靜電塑料等功能復(fù)合材料領(lǐng)域取得了令世界矚目的成績。
他表示石墨烯作為一個新鮮事物，國內(nèi)外并沒有可供借鑒的工程案例，很多工藝和裝備細(xì)節(jié)都是通過反復(fù)論證、探索和實踐后才能確定，其中難免會有反復(fù)乃至失敗。但得益于勤奮踏實年輕化的團(tuán)隊、優(yōu)秀的技術(shù)人才、系統(tǒng)的工程化思維和理念，保障了項目的成功實施。
當(dāng)前石墨烯產(chǎn)業(yè)化的瓶頸主要有兩點(diǎn)，分別是低成本高品質(zhì)石墨烯原料的規(guī)模化生產(chǎn)和石墨烯的商業(yè)化應(yīng)用。他表示目前石墨烯步入應(yīng)用集中期，要開始做減法，開始注重產(chǎn)業(yè)鏈上下游的互動。“我們必須面向用戶進(jìn)行二次開發(fā)，去解決分散和成型等共性技術(shù)難題，讓石墨烯更接“地氣”。最終交給用戶的，不僅是高品質(zhì)的材料，還有配套的應(yīng)用解決方案，也就是solution。最后，為促進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)的健康有序發(fā)展，我建議大家多關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)化工作，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范+引領(lǐng)作用?！?/p>
“石墨烯產(chǎn)業(yè)化過程不是一蹴而就，而是潤物細(xì)無聲般逐步進(jìn)行”
——六碳科技CTO許子寒博士
深圳六碳科技有限公司CTO(首席技術(shù)官)許子寒先生談到，如今石墨烯市場表面上火熱，但實際上尚未形成石墨烯的大規(guī)模應(yīng)用化市場。破解這一難題的關(guān)鍵在于作為上游的石墨烯企業(yè)應(yīng)加大技術(shù)開發(fā)力度，以支持下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的成熟。
關(guān)于石墨烯產(chǎn)業(yè)化，他認(rèn)為未來石墨烯行業(yè)的發(fā)展主要取決于下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的技術(shù)開發(fā)和市場開拓進(jìn)展，石墨烯應(yīng)用的關(guān)鍵在于怎么把石墨烯和現(xiàn)有材料體系融合在一起更大限度地發(fā)揮石墨烯的性質(zhì)，取得較高的性價比。同時他也表示，未來石墨烯的應(yīng)用會被用來改變很多產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品表現(xiàn)，但產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不是一蹴而就，而是潤物細(xì)無聲般逐步進(jìn)行的，是一個長期的、緩慢的過程。目前資本市場將石墨烯捧成了“上帝材料”、國內(nèi)研究缺少有價值的專業(yè)和研發(fā)成果、石墨烯市場虛火過旺等等也是石墨烯領(lǐng)域呈現(xiàn)出的不和諧音符，踏實做好石墨烯應(yīng)用和研究才是企業(yè)和研究人員當(dāng)前的主要任務(wù)。
“石墨烯未來的發(fā)展離不開國家政策支持”
——國創(chuàng)珈偉總工程師丁顯波
深圳市國創(chuàng)珈偉石墨烯科技有限公司總工程師丁顯波先生指出，石墨烯這種新材料的未來一片光明，但當(dāng)前媒體過分炒熱也使得市場虛假繁榮。談到石墨烯研究現(xiàn)狀時，丁顯波先生強(qiáng)調(diào)，目前國內(nèi)的石墨烯研究能躋身國際先進(jìn)行列，是無數(shù)科研工作者辛苦付出換來的結(jié)果，他相信未來石墨烯的研發(fā)一定會取得重大突破。
市場、資金、技術(shù)、成本等等都是企業(yè)在經(jīng)營過程中必須考慮到的問題，這也是企業(yè)經(jīng)營和科研院的根本不同之處。談到石墨烯未來的發(fā)展，丁顯波先生認(rèn)為，石墨烯相關(guān)企業(yè)和石墨烯研究院未來的發(fā)展必定離不開國家的政策支持?？蒲蟹矫?，國家應(yīng)加大石墨烯領(lǐng)域內(nèi)的資金投入，如歐盟石墨烯旗艦計劃，扶持更多的科研機(jī)構(gòu)深耕細(xì)作以獲得石墨烯突破性研究。企業(yè)方面，國家應(yīng)加大政策扶持力度，將政策的杠桿更多地傾向于企業(yè)，以拉動和扶持企業(yè)的發(fā)展。
“石墨烯產(chǎn)品將顛覆未來世界”
——中科院化學(xué)所楊斌博
面對當(dāng)前國內(nèi)外石墨烯的繁榮現(xiàn)狀，中科院化學(xué)所博士后楊斌博士則保持了較為理性的看法。他指出，我國研究石墨烯的科研所和涉及石墨烯產(chǎn)品的企業(yè)非常多，但依舊存在很多問題：國內(nèi)的石墨烯研究基本上處于產(chǎn)業(yè)鏈研究的低端，簡單粗放，大多是為了資本炒作而獲益;科研所大多偏向于理論基礎(chǔ)和相關(guān)科學(xué)問題，和產(chǎn)業(yè)化嚴(yán)重脫節(jié);石墨烯研究各自為研情況嚴(yán)重，缺乏統(tǒng)一長遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃;產(chǎn)業(yè)界里，涉及石墨烯產(chǎn)品的以中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)為主，缺乏足夠的技術(shù)和資金支持，也缺乏相關(guān)市場渠道，對市場認(rèn)識不足。這些問題都不同方面、不同程度地限制了我國石墨烯的發(fā)展。
“未來的發(fā)展應(yīng)該是由相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)龍頭企業(yè)牽頭，整合他們現(xiàn)有的優(yōu)勢技術(shù)、工程化裝備、優(yōu)勢資源及已有市場，進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)升級和大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。我覺得這應(yīng)該是石墨烯行業(yè)未來發(fā)展的方向?！睏畋蟛┦空劦绞┪磥戆l(fā)展時這樣說道。
石墨烯產(chǎn)品是否會給我們的日常生活帶來影響，楊斌博士的回答是肯定的，“任何一種顛覆性的材料面世以后，都會對我們的日常生活帶來重要影響，否則也不能算是顛覆性材料。石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，對生活的方方面面都會產(chǎn)生影響?！蔽磥?，石墨烯觸屏膜可能會取代現(xiàn)有ITO材料做成超波柔性器件，實現(xiàn)柔性屏和超薄屏;石墨烯應(yīng)用于電池領(lǐng)域，提高電池性能，真正實現(xiàn)手機(jī)幾分鐘充滿電;家居用品方面，將石墨烯制成衣服或腰帶可作為保暖器;石墨烯涂料具有殺菌防腐的功能……這些，都將是未來石墨烯對世界的顛覆!
根據(jù)MarketsandMarkets發(fā)布的2020年全球石墨烯市場趨勢和預(yù)測最新報告顯示，到2020年，全球石墨烯市場預(yù)計將達(dá)2.78億美元，2015-2020年期間，增長率達(dá)42.8%，并呈現(xiàn)出以下幾點(diǎn)特征：
一、亞太地區(qū)--石墨烯最快增長市場
亞太地區(qū)石墨烯市場預(yù)計將成為增長速度最快的地區(qū)。經(jīng)濟(jì)高速增長、制造業(yè)持續(xù)發(fā)展、勞動力廉價、基于石墨烯的應(yīng)用專利不斷增加，促成亞太市場迅猛發(fā)展。另外，主要科研院所/大學(xué)合作參與石墨烯的研發(fā)項目也促成了中國、印度和日本等主要新興經(jīng)濟(jì)體的市場增長。其中，中國市場增長態(tài)勢最為迅猛，主要由于中國跨行業(yè)合作越來越多，而且各高校和科研院所紛紛參與其商用研發(fā)活動。
二、氧化石墨烯--石墨烯有潛力的市場
氧化石墨烯是石墨烯市場最大門類。氧化石墨烯易于在水和其他有機(jī)溶劑中分散。由于其高導(dǎo)電性，GO被廣泛用于電子設(shè)備、催化氧化、生物技術(shù)、并在工業(yè)應(yīng)用中用作表面活性劑。
三、能源應(yīng)用--石墨烯最大應(yīng)用市場
能源應(yīng)用市場是石墨烯增幅最快的市場，由于市場對輕便靈活、使用壽命長的可再生能源需求量日益增加，預(yù)計在不久的將來，增長勢頭依然強(qiáng)勁。在亞太地區(qū)，能源應(yīng)用已成為石墨烯的第三大消費(fèi)市場。市場上鋰離子電池生產(chǎn)商對有效的能源存儲材料需求不斷增強(qiáng)，超高效太陽能電池板技術(shù)的衍變都是促成亞太地區(qū)石墨烯能源市場持續(xù)增長的關(guān)鍵因素。
新材料行業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，將納入“十三五”規(guī)劃，并擬列入國家重點(diǎn)專項規(guī)劃，成為引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級重要指引。石墨烯是新材料界的新星，納入“十三五”規(guī)劃承載著眾人的期許和希望。
石墨烯擁有優(yōu)異的性能，如導(dǎo)電導(dǎo)熱強(qiáng)、耐腐蝕耐高溫、重量輕韌性好等，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)拸V，市場前景廣闊。但任何一種新材料從發(fā)現(xiàn)到實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化都需要克服重重困難，是一個艱難漫長的過程，石墨烯自然也難以逃脫這樣的命運(yùn)。真正實現(xiàn)石墨烯突破性研究和產(chǎn)業(yè)化，我們還有很長的路要走……