石墨烯被稱為“新材料之王”，具備超薄、高強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、透光性極佳等特性：只有一個碳原子厚度，是自然界最薄材料；其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度比最好的鋼材要高出百倍以上，超過鉆石；石墨烯導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m·K，高于碳納米管等新材料和金剛石；電阻率比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料；透光性高達(dá)97.7%，幾近透明。
有專家說，發(fā)現(xiàn)石墨烯，意味著硅被替代成為可能，下一代信息技術(shù)革命大幕將隨之開啟，人類也將因此走進(jìn)“碳時代”。
但不少地方政府官員和企業(yè)家對這種新材料的認(rèn)識還存在種種誤區(qū)：要么看不清，認(rèn)為石墨烯只是應(yīng)用面狹窄的小眾新材料，與本企業(yè)和本地經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系不大；要么看清了跟不上，認(rèn)為其還停留在實驗室階段，完全無視其產(chǎn)業(yè)化日新月異的進(jìn)展。
這兩個誤區(qū)，對一個企業(yè)，可能意味著丟失一個商機(jī)；對一個地區(qū)，可能意味著錯過一次趕超的機(jī)遇。
1、誤區(qū)一：石墨烯與“我”無關(guān)
某市經(jīng)濟(jì)主管部門負(fù)責(zé)人表示：當(dāng)?shù)仉m有石墨烯企業(yè)，但并不打算特別支持-不過是眾多新興新材料之一，市場前景未定，與本地產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度不大。某研究院也持同樣觀點，建議合作企業(yè)暫停石墨烯研究轉(zhuǎn)戰(zhàn)鋰電池。
?。?）石墨烯到底能做什么用？
 因發(fā)現(xiàn)石墨烯而獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎的安德烈·海姆向聯(lián)合調(diào)研組表示，將石墨烯添加到塑料、橡膠、金屬等材料，或加入潤滑油、纖維、電池液、油漆等液態(tài)工業(yè)品中，可顯著改善它們的性能。
無錫某石墨烯公司將石墨烯加入泡沫塑料包裝盒后，強(qiáng)度提升3倍，已可廣泛用于冷鏈運(yùn)輸；實驗室中提升6倍，可替代EPP塑料成為汽車防撞系統(tǒng)部件。塑料、金屬是主要工業(yè)材料，石墨烯用得上，當(dāng)然不“小眾”。
歐盟“石墨烯旗艦計劃”近日發(fā)布最新研究成果，石墨烯與神經(jīng)元連接且還能保持活性細(xì)胞的完整性，這是制作用于控制大腦的腦深部移植物的第一步。石墨烯用于高性能傳感器，比硅基傳感器靈敏度高了45倍，器件尺寸降低為二十五分之一。
中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所用石墨烯做成的芯片主頻理論可以達(dá)到300GHz，計算機(jī)處理器的運(yùn)算速度相比硅芯片可能提高數(shù)百倍，功耗也更理想。IBM公司已開發(fā)出了第一只石墨烯晶體管。
未來，石墨烯將扮演怎樣的產(chǎn)業(yè)角色？中國科學(xué)院院士劉忠范認(rèn)為有三種可能：類似碳纖維，在航空航天等某個特定領(lǐng)域必不可少；類似塑料的應(yīng)用，廣泛運(yùn)用于各種產(chǎn)品；替代硅材料，發(fā)展出新一代電子芯片，由此從“硅時代”進(jìn)入“碳時代”。
?。?）石墨烯到底應(yīng)該怎么用？
利用石墨烯優(yōu)化傳統(tǒng)制造，發(fā)展新一代石墨烯技術(shù)及產(chǎn)品。在推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革中，石墨烯應(yīng)用具有特殊價值。電子信息、裝備制造、能源開發(fā)、油氣化工等產(chǎn)業(yè)可借助石墨烯轉(zhuǎn)型升級。石墨烯制備本身也屬于油氣化工，相關(guān)產(chǎn)業(yè)均存在借由石墨烯產(chǎn)生新一代技術(shù)及產(chǎn)品的可能。比如新能源產(chǎn)業(yè)，經(jīng)石墨烯改性后的鋰電池和石墨烯制超級電容器已有較成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)。五大高端成長型產(chǎn)業(yè)中，節(jié)能環(huán)保裝備、航空與燃機(jī)、新能源汽車與石墨烯的應(yīng)用有直接關(guān)聯(lián)，比如節(jié)能環(huán)保裝備產(chǎn)業(yè)，江蘇今年9月啟動了石墨烯光催化項目，首款產(chǎn)品為專業(yè)治理水質(zhì)的石墨烯光催化網(wǎng)。
石墨烯加入塑料、橡膠、金屬、涂料等，過剩、低效產(chǎn)能有望變?yōu)閮?yōu)質(zhì)產(chǎn)能、有效供給。
工信部《〈中國制造2025〉重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖》有量化估計：10年內(nèi)國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)預(yù)計達(dá)到千億級。國際知名石墨烯會議Graphene Live曾發(fā)布預(yù)測，到2018年全球石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模約329億美元。相關(guān)全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模有望達(dá)到萬億美元級。
2、誤區(qū)二：石墨烯產(chǎn)業(yè)真的有經(jīng)濟(jì)效益嗎？
在產(chǎn)業(yè)萌芽期，產(chǎn)品單一，企業(yè)數(shù)量極少，成本高，收益少；到產(chǎn)業(yè)成長期，大批企業(yè)加入，配套和協(xié)作開始出現(xiàn)，骨干企業(yè)開始涌現(xiàn)。
?。?）石墨烯當(dāng)前處于產(chǎn)業(yè)化的哪一階段？
 當(dāng)前準(zhǔn)市場化的石墨烯產(chǎn)品成批出現(xiàn)。無錫某公司生產(chǎn)的石墨烯潤滑油，可節(jié)油6%-8%，今年投入市場，收入已逾百萬元；常州某公司生產(chǎn)的石墨烯分離膜，應(yīng)用于環(huán)保，7月份量產(chǎn)，預(yù)計今年效益700萬-800萬元。國內(nèi)有約百家企業(yè)已經(jīng)過2-3年的孵化，目前產(chǎn)品具備或部分具備投放市場的條件。剛剛結(jié)束的中國國際石墨烯創(chuàng)新大會上，就有超過70家企業(yè)展示了他們的產(chǎn)品。
歐盟23國主導(dǎo)的、投資逾10億歐元的石墨烯旗艦項目，第一階段從2013年10月至2016年3月，任務(wù)為科研；第二階段從2016年4月份開始，任務(wù)是推廣石墨烯的應(yīng)用，每年的資助經(jīng)費(fèi)相當(dāng)于第一階段的總和。
綜合種種現(xiàn)象，聯(lián)合調(diào)研組認(rèn)為，石墨烯產(chǎn)業(yè)已步入成長期，但尚未形成清晰的產(chǎn)業(yè)格局。“爆點”還有多遠(yuǎn)？加拿大工程院院士、皇家科學(xué)院院士、納米和能源技術(shù)首席科學(xué)家孫學(xué)良，中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司魏志凱等專家認(rèn)為2-3年或更長；安德烈·海姆、江南石墨烯研究院副院長賈寶平等則認(rèn)為，大略需要1-2年，甚至更短。“爆點”來臨前是窗口期，如果抓不住，隨著資本紛紛涌入，“后來者”將成“落后者”。一位不愿透露姓名的專家表示，碳纖維產(chǎn)業(yè)可為前車之鑒。上世紀(jì)七八十年代我國錯過其窗口期，至今產(chǎn)業(yè)水平落后國外30-40年，每年需花高價大量進(jìn)口。
?。?）全國多個省份大力發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)
江蘇：2011年10月，常州成立了江南石墨烯研究院；2013年，無錫出臺2013—2020年石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要，并成立無錫石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展示范區(qū)；同年，國內(nèi)首條石墨烯薄膜生產(chǎn)線在常州投產(chǎn)。5年時間常州聚集了69家企業(yè)，無錫聚集了40余家企業(yè)。
山東：2014年青島高新區(qū)成立青島國際石墨烯創(chuàng)新中心，5年時間聚集企業(yè)近30家。
廣東：2014年3月廣東鴻納噸級石墨烯生產(chǎn)線在東莞投產(chǎn)；深圳石墨烯專利申請量與美國、以色列相近，5年時間聚集企業(yè)超過30家。
北方以青島為主，東部以江蘇的常州、無錫為主，南部以廣東省的深圳、東莞為主的石墨烯產(chǎn)業(yè)格局已形成。中西部地區(qū)尚未出現(xiàn)優(yōu)勢明顯的石墨烯產(chǎn)業(yè)基地。
科技部、工信部等部委正在加緊制定新材料領(lǐng)域相關(guān)“十三五”規(guī)劃，或?qū)κ┊a(chǎn)業(yè)進(jìn)行全國配置。
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（粉體技術(shù)網(wǎng)）
|
