石墨烯產業如何發展 制備工藝決定未來走向

石墨邦訊: 近年來，被稱為“黑金”的新材料之王石墨烯成為各國戰略布局新材料的必爭之地。盡管國內石墨烯科研與生產企業眾多，但由于研發合作能力不足，關鍵制備技術沒有得到解決，整體開發與應用水平處于低端化，制約了石墨烯在更多領域的應用。

　　對此，多位專家認為，制備水平將決定這種超級材料的未來，我國石墨烯產業已處在產業化突破前期，而這種突破亟待政策進一步支撐。專家建議，我國應該設立國家級的石墨烯研發機構，建立若干國家級的創新中心，設立石墨烯產業發展專項計劃和專項基金。

　　“烯流滾滾”的市場

　　面對“烯流滾滾”的市場，歐盟已啟動了石墨烯旗艦研究計劃，美國、日本、韓國也加大了石墨烯應用基礎研究領域的投入力度。我國部分針對快速發展石墨烯產業的措施已經出臺，石墨烯有望在“十三五”期間獲得較快發展。根據此前發布的《中國制造２０２５重點領域技術路線圖》，要求２０２０年石墨烯需要形成百億產業規模，２０２５年整體產業規模突破千億。

　　目前，清華大學、中國科技大學、中國科學院北京物理所等眾多高校、研究所紛紛成立相關研究組，投入經費，引進人才，加強石墨烯領域的研究和探索。２０１５年，國家自然基金委已資助石墨烯相關研究２１８０項，其中重大項目７項共資助５１２４萬元，重點項目２１項共６２１５萬元。與此同時，國內涉足石墨烯產業的企業也已超過１００家，并在常州、無錫、青島、深圳等地形成產業集群，投入資金已有上百億之多。？

　　中國國知專利預警咨詢有限公司總經理于立彪介紹說，２０１５年我國申請的石墨烯專利數量已經超過全世界申請量的１／２，位居全球首位。雖然申請人從數量上已經占據優勢，但申請人是以研究機構為主體，技術集中度不高。國內石墨烯優勢企業的布局重點仍然集中在上游制備，下游應用的布局少且領域單一，并未形成完整的“一體化”產業鏈。

　　北京大學教授劉忠范坦言：“我國雖然擁有最龐大的石墨烯研發隊伍，但研發力量還相對分散，小作坊式的無序發展成為目前石墨烯產業的主要特點。而產業園區的建設也顯得盲目冒進，簡單重復比較多。”

　　制備工藝決定未來

　　“盡管我國石墨烯市場熱度很高，但整體來講只重視低端產出，輕視對未來石墨烯產業核心技術的關注。”劉忠范表示，制備決定未來石墨烯產業的走向。

　　碳纖維的發展軌跡值得石墨烯產業借鑒。劉忠范認為，“碳纖維作為一個相對成熟的行業，１９６１年便被發明，１９７１年日本東立公司率先實現量產，每個月僅生產１噸，做標號Ｔ３００等等，用在釣魚竿、自行車上。到現在，４５年的時間過去了，碳纖維已經發展到Ｔ８００、Ｔ１０００，可以做飛機，這是堅持半個世紀得到的成果。”

　　劉忠范表示：“東立公司從１９７１年量產至今，花了將近１００億人民幣做前期研發，很多年公司都處于虧損狀態。直到２００３年接到波音７８７公司的定單之后，他們才真正扭虧為盈，將這個行業帶動起來。”

　　劉忠范認為，當前，想用石墨烯去賺多少錢，這種想法太天真，要提倡工匠精神，找到石墨烯撒手锏級的應用。？

　　國家納米科學中心研究員智林杰表示，我國起碼有幾十家企業都宣稱自己做高質量的石墨烯，但目前真正做得好的石墨烯生產企業實際上非常有限，寥寥無幾。“展會上可以看到大量的石墨烯生產企業，但如果去深究石墨烯這個產品本身的時候就會發現，參差不齊，概念混淆。資本界和公司主體本身長時間的積淀，才能完成一個階段性的工作。石墨烯產業要健康發展，首先需要一批需要石墨烯的企業靜下心來把石墨烯制備工藝本身做好，在這個基礎上才會衍生到石墨烯具體的應用。”智林杰說。

　　破局還需政策支持

　　目前有關石墨烯的公司大多處在虧損的狀態，整個市場呈現出虛火過旺，國內的研究缺少有價值的專利和研究成果支撐，“產、學、研、用”多個環節沒有形成合力。

　　劉忠范認為，“石墨烯產業的研發缺少國家意志，缺少政府補貼、政策實質性的落實和推進，相對而言較慢。石墨烯產業呼喚國家的頂層的設計，加強基礎性或者前瞻性的戰略研究，重點培育石墨烯的領軍企業。”

　　工業和信息化部賽迪研究院原材料研究所的研究員李丹也表示，石墨烯產業現在正處在概念導入期，也就是產業化突破的前期。我國對于石墨烯產業的研究，目前基本屬于一種自發性的群眾運動，投入非常分散，缺少國家層面的全局性規劃。這種投入方式帶來的常常就是這種表面上的繁榮，而且容易造成人力、物力、財力的極大浪費，需要整合資源，從分散走向集約。

　　李丹進一步表示，美、日、韓，還有歐洲的很多國家，他們在石墨烯方面進行了一系列的研究，支持了很多項目，從而推動產業發展。美國在石墨烯專利布局方面比較全面，日本在薄膜晶體管領域處于一種領先地位，韓國在納米器件領域的地位具有領先的優勢。歐盟則把石墨烯研究項目作為了一個首批技術旗艦項目之一。

　　截至目前，我國石墨烯產業獲得了國家以及地方政府各項政策的支持。例如，２０１２年工業和信息化部發布了《新材料十二五規劃》，首次明確提出了要支持石墨烯新材料的發展；２０１５年，《中國制造２０２５》特別把石墨烯單列，對它的中長期發展路線進行了部署等。

　　“但以上的政策還需進一步落實和細化。”李丹認為，應該設立國家級的石墨烯研發機構，建立若干國家級的創新中心，設立石墨烯產業發展專項計劃和專項基金，并將石墨礦確定為戰略性的礦產資源，打通應用環節形成上下游一體化的產業鏈條，加快制定正確的技術路線和材料標準、應用標準等應用規范，做大做強采、選、冶一體的高科技龍頭企業集團，建立這種石墨烯的產業基地。最后一個就是要鼓勵和引導社會資本進入石墨烯的產業領域。