希望该研究院能够引领石墨烯产业的未来

加快实现石墨烯的标准化生产,也是推进“石墨烯+”的一个重要环节。截至目前,由于行业标准缺位,我国石墨烯研发生产泥沙俱下,许多地方竟然把膨胀石墨当做石墨烯,还有部分石墨企业技术落后,采富弃贫,开采回收低,环境破坏大。所以,推进标准化生产迫在眉睫。 此外,石墨烯产业更要细分市场,实现专业化、系列化生产。从大的方面看,石墨烯适用于储能领域、热管理领域、涂料领域、电子信息领域,广泛应用于冶金、石油化工、机械工业、电子产业、核工业,但细分下来,只有实现耐火材料、导电材料、耐磨材料、润滑剂、耐高温密封材料、耐腐蚀材料、隔热材料、吸附材料、摩擦材料和防辐射材料的系列化生产,并完善成套技术,才能实现原材料领域有效供给、与相关产业的升级有效对接。 石墨烯价值理想丰满但现实骨感 中国拥有全世界最为庞大的石墨烯研发队伍,从2011年起发表的学术论文数量就稳居世界第一。中国申请的石墨烯专利数量也高居全球榜首,呈遥遥领先之势。 目前,中国正在掀起一场轰轰烈烈的石墨烯产业化运动。全国有将近20家石墨烯产业园,这个数字还在增长。无论是发达地区,还是偏远地区,都在建石墨烯产业园,这让人想起1958年大跃进时期的“大炼钢铁”运动。 其实,对于石墨烯材料来说,理想与现实差距很大。理想的石墨烯具有完美的蜂窝状结构,而现实的石墨烯就像一件破衣服,由无数个石墨烯微片拼接而成。石墨烯上有很多缺陷,还有很多脏东西。因此,现实制备出来的石墨烯材料性能没有那么好,价值也没有那么高。套用一句网络语言,就是“理想很丰满,现实很骨感”。 石墨烯材料需持续投入更需耐心 我们可以看不懂未来,但是可以回顾历史,温故而知新。大家所熟悉的碳纤维研发历史很有借鉴意义。1961年,大阪工业技术试验所进藤昭男发明聚丙烯腈基碳纤维制备技术,十年后的1971年日本东丽公司率先实现工业化量产,每月1吨的规模。东丽公司沿着T300、T800、T1000的标号之路不断提升碳纤维的质量,投入了1400多亿日元研发资金,直到2003年赢得波音787合同后,才真正扭亏为盈。实际上,早年的碳纤维只能做钓鱼杆,而现在的碳纤维已成为先进航空器的支撑材料。同样叫碳纤维,但是东西不一样,强度完全不一样。相信石墨烯材料也会走同样的路,需要时间的积淀,需要持续的投入,更需要耐心。 石墨烯制备决定其未来不尽相同 制备决定未来。现在的石墨烯并不等同于未来的石墨烯。 “十三五”石墨烯行业深度分析及发展规划指导报告表明,石墨烯可以分成两大类,粉体石墨烯和薄膜石墨烯,制备方法不同,用途也完全不同。从大规模生产的角度讲,粉体石墨烯通常从石墨出发制备,通过一系列的物理化学过程把石墨烯从块体石墨上剥离下来。这种石墨烯一般质量较差,但产量很大,也比较便宜。目前国内产能已达到7000吨规模,实际产量也就百吨规模。 化学气相沉积方法是规模化制备薄膜石墨烯的通用技术,所得到的石墨烯质量很高,当然也比较贵,目前国内产能已达到年产百万平米量级。北京大学在高质量石墨烯制备方面做了大量的研究探索,在标号石墨烯薄膜、三维粉体石墨烯、超级石墨烯玻璃以及超级石墨烯光纤等研究领域取得一系列重要突破。 需要关注引领未来的核心技术 未来的石墨烯产业会是一块大蛋糕。当然,这块蛋糕我们能够切到多少是个未知数。取决于我们现在关注什么,我们需要关注的是引领未来的核心技术,而不仅仅是今天的产品。当然,从一个实验室材料和技术走到产业需要很长的路,需要投入、坚持和耐心。 中国拥有最庞大的石墨烯研究队伍,但是非常分散,基本上是小作坊式的。到处搞石墨烯产业园的做法,大部分是简单重复,缺少技术含量,急功近利现象非常严重。 很多人误认为石墨烯产业会很快走向大规模快速发展阶段,实际上并非如此。根据高德纳公司的技术成熟度曲线,实际上石墨烯产业仍处于早期阶段,很快就会进入死亡谷,这时候最需要的是坚持、企业远见和国家意志。碳纤维从小批量生产到现在已有45年,而石墨烯只有12年的历史,的的确确跑得有点快了。石墨烯产业毕竟是实体产业,绝不会像互联网那样一“忽悠”就起来。 当然,我们也看到了希望。北京市刚刚启动了石墨烯专项,跨度是十年,从“十三五”到“十四五”规划。我们的布局绝不仅仅是今天的产品,重点是未来的核心技术研发。 北京市的另一个重要举措是成立北京石墨烯研究院,希望该研究院能够引领石墨烯产业的未来。这个研究院生产的是技术以及技术派生出来的企业群,还有最终的石墨烯产业,而不是今天的产品。

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