{首页主词},&

專題 | 李義春：石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)瞄準高端領(lǐng)域發(fā)力顛覆性技術(shù)

2017-06-27 16:02:44 作者：王元來源：《腐蝕防護之友》分享至：

圖片35.png

作為引爆 21 世紀的“黑金材料”，石墨烯受到全球各行業(yè)的廣泛關(guān)注。由于其獨特的二維納米結(jié)構(gòu)，且具有高強度、高熱穩(wěn)定性、高化學穩(wěn)定性以及優(yōu)良的導熱性等特性，在防腐涂料、移動設(shè)備、航空航天、新能源電池等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。據(jù)《新華（常州）全球石墨烯指數(shù)報告》顯示，2015 年，中國已超越美國、韓國，在全球石墨烯產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展實力榜上居首，中國石墨烯應(yīng)用市場將在 2018 年形成產(chǎn)業(yè)爆發(fā)點，2020 年將達 1000 億元規(guī)模。近期，為了全面了解目前我國石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展狀況如何、石墨烯防腐應(yīng)用進展、石墨烯未來將何去何從？記者采訪到中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟李義春秘書長，李秘書長就這一系列情況進行了全面深入的解讀。

國家助力石墨烯研發(fā) 推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

石墨烯各方面優(yōu)異的特性顯示出巨大的應(yīng)用潛力與商業(yè)化價值，各國政府先后發(fā)布政策投入人力物力，開展石墨烯的應(yīng)用與研發(fā)。

我國對石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度重視。在中央的高度重視之下，國家出臺了一系列石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)政策和推動措施。2012 年工業(yè)和信息化部發(fā)布了《新材料十二五規(guī)劃》，首次明確提出要支持石墨烯新材料的發(fā)展；2014 年工業(yè)和信息化部等三部委聯(lián)合發(fā)布的關(guān)鍵材料升級換代工程實施方案當中，提出了到 2016年要實現(xiàn) 20 種左右的重點新材料批量生產(chǎn)和應(yīng)用，石墨烯就位列其中；2015年我國提出的《中國制造 2025》戰(zhàn)略，在重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖當中，對石墨烯產(chǎn)業(yè)的中長期發(fā)展路線也進行了部署；2015 年 11 月，《關(guān)于石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見》正式出臺，成為未來我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綱領(lǐng)性文件。工業(yè)和信息化部、國家發(fā)改委、科技部、財政部近期聯(lián)合印發(fā)《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，明確提出大力發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)。多數(shù)市場機構(gòu)預測，一旦石墨烯的制備技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)實現(xiàn)突破，其潛在市場巨大，將給多個行業(yè)帶來顛覆性的改變，相關(guān)市場規(guī)模有望快速增長，預計到 2020 年達到千億之巨。近年來，石墨烯研發(fā)成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速。截至目前，相當數(shù)量的研發(fā)項目已經(jīng)順利完成，并進入商業(yè)化準備期。公開數(shù)據(jù)顯示，目前全球石墨烯年產(chǎn)能已達到百噸級，業(yè)內(nèi)預計，未來 5-10 年，石墨烯年產(chǎn)能將達到千噸級。到 2020 年，石墨烯產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將取得突破，并達到千億級別。其中，新能源市場規(guī)模將突破 534 億元，復合材料市場規(guī)模將突破 372 億元，電子信息行業(yè)市場規(guī)模將突破 267 億元。

石墨烯在我國的研發(fā)情況，真正從數(shù)據(jù)來說，到 2015 年 8 月底，我國石墨烯領(lǐng)域發(fā)表論文占全球 34%（超過美國的 19%），石墨烯相關(guān)技術(shù)專利占全球比例達到 38%, 也就是說我們在全球的論文數(shù)是最高的，專利數(shù)是最高的。研究的團隊據(jù)外媒統(tǒng)計有 1000 多支，研發(fā)的力量也是最大的，這主要歸功于國家的自然基金委員會、科技部的投入，截至 2014 年，我國自然基金委在石墨烯領(lǐng)域相關(guān)研發(fā)項目投入超過 6000 萬美元。因此在基本面研發(fā)上，我們在全球來說算是不落后，各領(lǐng)域都有涉及，算是第一團隊。但真正原始性創(chuàng)新的、引領(lǐng)性的東西不多，好比說在《nature》《science》上發(fā)表的文章很少，石墨烯里在《nature》《science》上發(fā)表的文章也就占 10% 以下吧，4% 左右，原始性創(chuàng)新還不夠。例如在新能源、微電子、集成電路、石墨烯一些顛覆性技術(shù)的研發(fā)上，我們處于落后的。國外在顛覆性技術(shù)這塊投入很大資金，例如在2010年，歐盟宣布在未來十年斥資 10 億歐元支持石墨烯產(chǎn)業(yè)，而且確實推動得很快；我們國家在基礎(chǔ)性的研發(fā)上支持了一些項目，但在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)上一直投入不足，國家在這部分基本沒有立項。

李秘書長表示，產(chǎn)業(yè)化這塊我們國家是領(lǐng)先的，我們國家 2015 年石墨烯產(chǎn)品的銷售大概有五六個億，在全球是屬于首位的。但我們的主要應(yīng)用是在一些低端的領(lǐng)域，石墨烯作為添加劑的作用添加到各種材料里頭，提升材料的性價比，這一塊產(chǎn)業(yè)目前主要在中國。我們國家的企業(yè)作為催生傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，但推進石墨烯在高端領(lǐng)域的應(yīng)用目前還沒做到，國外也沒做到。

瞄準高端應(yīng)用領(lǐng)域統(tǒng)一國家標準

提及石墨烯的制備和生產(chǎn)成本，李秘書長介紹說，現(xiàn)在石墨烯的制備方法很多，每一種制備方法都有生存的空間，每一種制備方法有對應(yīng)的應(yīng)用，一把鑰匙開一把鎖，目前好比化學法、物理法，都具備大規(guī)模生產(chǎn)的潛力，關(guān)鍵是應(yīng)用的突破，一旦有市場了就能大規(guī)模生產(chǎn)，如果沒有市場，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品就無用武之地，制備的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)要成熟，關(guān)鍵在于市場應(yīng)用潛力。

李秘書長認為，如果石墨烯放在低端產(chǎn)業(yè)這塊，確實成本高，但在低端產(chǎn)業(yè)進行價格競爭是沒有意義的，我們希望把石墨烯防腐這塊用在高端產(chǎn)業(yè)，我們國家高端的石墨烯防腐基本壟斷在國外的大公司手里，我們國家能不能通過我們的涂料加上石墨烯進入高端的腐蝕防護領(lǐng)域，在高端的防腐涂料領(lǐng)域里占有一席之位。因此，石墨烯在防腐領(lǐng)域必須走高端，絕對不能走中低端搞價格競爭。如果石墨烯進入不了高端，那就不值得做。所謂高端應(yīng)用，是指具有高技術(shù)含量、高附加值的應(yīng)用。為何要加快進入高端應(yīng)用領(lǐng)域？道理很簡單，因為對我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級來說，與新材料有關(guān)的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品應(yīng)用落地都是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。以高端制造業(yè)中新型平板顯示產(chǎn)業(yè)為例，我國目前面板產(chǎn)能占全球 25% 以上，但關(guān)鍵材料和設(shè)備卻受制于美、日、韓等國企業(yè)，嚴重制約了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。再回到石墨烯產(chǎn)業(yè)，制造業(yè)高端發(fā)展，需要石墨烯實現(xiàn)高端應(yīng)用；而高端應(yīng)用，對石墨烯質(zhì)量要求高，制備成本也不低。

石墨烯在傳統(tǒng)材料中的應(yīng)用，提升了傳統(tǒng)材料的性價比，但現(xiàn)在在推動產(chǎn)業(yè)化過程中遇到一些標準化的問題，這是制約產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一個瓶頸。當務(wù)之急是摸清石墨烯在各行各業(yè)的應(yīng)用狀況，例如在防腐涂料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況，推動石墨烯產(chǎn)品行業(yè)標準和國家統(tǒng)一標準的制定。

落實十三五規(guī)劃構(gòu)建宏偉藍圖

作為中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的秘書長，李義春介紹說，在“十三五”規(guī)劃契機下，為推動石墨烯產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，聯(lián)盟著重推出了“百千萬工程”。所謂“百千萬”，是針對石墨烯的應(yīng)用，在全國建設(shè)一百家產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范基地，從而在“十三五”末形成一千億的產(chǎn)業(yè)，拉動一萬億的產(chǎn)業(yè)鏈升級，也就是制造業(yè)的升級，圍繞這個目標，重點做了幾個方面。一是重點進行應(yīng)用平臺的搭建，有應(yīng)用前端石墨烯才可以做。二是加強國際化，把國際上好的技術(shù)拿到中國來，和中國企業(yè)合作推動石墨烯應(yīng)用，全球并購、中國整合。三是我們積極地推動國家啟動石墨烯研發(fā)專項，推動石墨烯顛覆性技術(shù)的應(yīng)用，目前來說可能 5-8 年才能形成成熟的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，前瞻性技術(shù)是非常顛覆性的，對未來我們國家的產(chǎn)業(yè)形成很大影響。這塊工作要國家率先支持，我們希望國家承擔起來。

發(fā)力顛覆性技術(shù) 引領(lǐng)未來科技

作為目前已知的世上最薄、強度最高、導電性最好且擁有強大靈活性的納米材料，人們對石墨烯在新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用充滿了想象。有報道稱，鑒于石墨烯所蘊含的無限應(yīng)用潛力，三星、蘋果和谷歌公司開始積累各種與石墨烯有關(guān)的專利，未來的競爭之戰(zhàn)已在實驗室打響。

李秘書長說，在描述有關(guān)石墨烯技術(shù)在未來的顛覆性方面，任正非和埃隆·馬斯克站在一條起跑線上。但是，任正非只是說了而已，馬斯克是做了。馬斯克不是靠自己研發(fā)，而是基于全球的整合能力。

李秘書長說：“在我看來，對有關(guān)石墨烯技術(shù)的研發(fā)是中國未來高技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭的戰(zhàn)略制高點。上世紀 50 年代、60年代中國的半導體產(chǎn)業(yè)和日本（水平）是差不多的，之后距離就越來越遠。如今，我們在信息產(chǎn)業(yè)方面相對落后，但又面臨新的機遇，即在新一輪的高技術(shù)競爭中能否在石墨烯產(chǎn)業(yè)掌握顛覆性技術(shù)，帶動科技創(chuàng)新。”

談到石墨烯的未來，李秘書長感慨地說，我們期待能真正改變?nèi)祟惿畹氖╊嵏残约夹g(shù)和產(chǎn)品的問世。如果石墨烯在新能源領(lǐng)域形成了石墨烯電池，能達到充電八分鐘跑一千公里；如果石墨烯在海水淡化上的應(yīng)用能使目前海水淡化成本降低一半以上，那就不用南水北調(diào)了！石墨烯能否真正改變?nèi)祟惪萍迹裁磿r候有殺手級產(chǎn)品的問世，我們都在期待著石墨烯這樣一個未來。

后記：

面向“十三五”，我們要把大力發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)的重要契機。石墨烯發(fā)展應(yīng)瞄準高端領(lǐng)域，實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，推動產(chǎn)業(yè)鏈進一步升級，我們共同期待石墨烯引領(lǐng)未來科技！

人物簡介

李義春，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長，北京現(xiàn)代華清材料科技發(fā)展中心主任。兼任科技部中國技術(shù)創(chuàng)業(yè)協(xié)會副會長。1983 年西北工業(yè)大學畢業(yè)，1997 年獲哈爾濱工業(yè)大學碩士、博士學位。1998年后在清華大學國家現(xiàn)代材料科技信息網(wǎng)絡(luò)中心任主任，《中國新材料發(fā)展年鑒》主編。主持完成國家和部級科研項目 20 余項，獲部級科技進步二、三等獎多項。

免責聲明：本網(wǎng)站所轉(zhuǎn)載的文字、圖片與視頻資料版權(quán)歸原創(chuàng)作者所有，如果涉及侵權(quán)，請第一時間聯(lián)系本網(wǎng)刪除。