近幾年，石墨烯學術和產業界的許多專家學者已經針對石墨烯卓越的特性及廣闊的應用前景，進行了細致、精彩的研究和解讀。在此，筆者僅就北京碳世紀科技有限公司（以下簡稱“碳世紀”）在石墨烯產業化進程中遇到的機會和挑戰進行分析。碳世紀主要采用化學法制備石墨烯，筆者本文所談對石墨烯的認識和理解，也是基本化學法制備的石墨烯而言。另外，筆者在此聲明，碳世紀有其特殊性，所遇到的問題不一定具備普遍性。

    一、對石墨烯產業化的認識

    1.現階段石墨烯產業化需要的人才

    從石墨烯在2004年被發現到現在，科學界和產業界對這一新材料的研究已有近10年時間，但石墨烯產業真正的爆發是在近幾年，特別是2010年石墨烯發明者獲得諾貝爾獎以后。目前，在石墨烯領域還有大量有關性質的研究工作需要突破，但同時也有大量應用研究成果隨之而出，初步具備了產業化的可能性。

    現階段，在技術研發方面需要一批具備“科學家的頭腦、工程師的雙手”、既對石墨烯的性質有著深刻認識，又對下游應用產品有著良好感覺的人來完成開創期最關鍵、最艱難的前幾步。

    與此同時，產業還需要一些其他人員為技術團隊配合工作。目前，石墨烯企業還沒有發展到靠優厚的薪資來吸引高素質管理人才加盟的程度。此時，石墨烯行業的非技術團隊更需要一群樂觀、對未來充滿希望、不安于現狀、愿意為明天賭一把的人來支撐。

    2.石墨烯的界定問題

    石墨烯畢竟是微觀世界中的納米材料。目前，業界還沒有一個統一的標準來界定什么是“石墨烯”。而且，估計在很長一段時期內這樣的標準也很難出臺。科研領域，講究的是嚴謹和準確；產業領域，講究的是效率和結果。

    如何撫平科學和技術之間的鴻溝？現階段，不必過多爭論什么是石墨烯。當下的重點工作是在保證能大規模制備出高質量石墨烯的前提下，將精力更多地傾向于應用開發。石墨烯具備能夠很好促進其他材料提升性能的納米結構，可以在不破壞材料原有基礎性能的前提下，極大程度提升該材料某些特殊性能。這一過程，主要是通過對石墨烯和其他材料復合的方式及對石墨烯片徑的控制來實現。

    “要做有用的石墨烯，而不是純粹的石墨烯。”化學法制備的石墨烯具備上述特質。

    3.石墨烯產業化過程中遇到的問題

    碳世紀目前已經有3款石墨烯應用產品走出實驗室，開始進入示范生產階段。這3款產品分別是石墨烯改性超級電容器用儲能活性碳、石墨烯改性高密度聚乙烯（HDPE），以及一款目前還屬保密階段的產品。現僅就石墨烯改性超級電容器用活性碳為例，談談碳世紀對石墨烯應用的認識和在產業化過程中遇到的問題。

    活性炭是超級電容器電級材料的主要材料。目前，應用在儲能方面的活性炭主要原料為椰殼和石油，這2種類型的活性炭基本都被國外廠家壟斷。碳世紀通過石墨烯改性，實現了以前不能夠用做儲能的國產活性炭，達到儲能級的產品要求，并且在性能和穩定性上有質的飛躍。該產品將具備極強的市場競爭力，也能很大程度上幫助國內碳企業。據預計，此產品也有可能成為世界上第一個石墨烯的工業化應用。

    該應用從無到有，已經耗時3年多，現在技術上的困難基本已經克服，但現在遇到了更多超越技術因素之外的制約因素。下面主要分析遇到的問題和對這些問題的思考。

    （1）學術界、資本界的熱與產業界的冷

    目前，全國幾乎所有理工科高校都有石墨烯相關課題組，有的學校甚至還不止一個。但學校老師們，更關注的問題是如何發文章。資本界也是熱火朝天，但接地氣的投入可謂寥寥無幾。產業界的態度是“不見兔子不撒鷹”的觀望態度。石墨烯產業的現狀可以形象直觀地表述為，一邊是大量停留在科學家的頭腦里或紙面文章里的想法，一邊是工廠工程師直接伸手要現成產品的訴求。

    這種科研和產業結合的不緊密，不僅僅是國內存在的問題，也是世界性問題，但國內表現的更為突出。

    從科學家的想法變成一個現成的產品，需要經過5個過程，其作用分別表述如下：①實驗室階段。主要負責思想上的突破，證明方法的可行性，由技術員和科學家操作。②實驗工廠階段。用接近實驗室的手段和工具，用人工操作的方式證明思想的可行性，并實現工業方案。③示范生產線。用接近工業生產的手段驗證工業方案。④示范工廠。完全工業化設備，驗證預算和成本。⑤工廠。真正滿足市場的生產。這5個過程缺一不可。

    在國內，要想真正能見到效益并且被社會接受，可能就得從實驗室一口氣干到工廠，其中難度可想而知，如果簡單應用改進尚可，但是石墨烯這種接近科學前沿的應用，能夠成功的人必須得是集科學家、工程師、企業家于一體。這個要求幾近苛刻，社會上基本不存在這樣的人才和團隊。

    這一問題在國內短時間內沒有好的解決辦法。石墨烯做為材料領域的產品，對投資者的技術背景要求更高，要想真看明白，可能要比互聯網還要難。長期來看，解決此問題需要依靠提高社會整體的認知水平；完善產權交易的不同層次市場；培養出真正有鑒別能力的投資者，以及一批具備技術原創性且能夠因為知識而獲利的企業，以及打造原創的科技技術在不同階段都有獲利或融資的平臺；降低技術型創業企業的風險，不至于讓科技型創業企業只有華山一條路。

    （2）政府招商的熱與落地配套政策的冷

    目前很多地方政府，對石墨烯項目都趨之若鶩。首先要肯定這些地方政府長遠的眼光、敢為天下先的勇氣。目前來看，在國內真正能起到天使投資作用的，可能就是各個地方政府，這也是由我國的國情所決定。在石墨烯項目的招商上，地方政府不可謂不誠懇，出手不可謂不大方。但是，石墨烯產業存在的很多問題是系統性問題，僅僅靠資金和創業團自身依然不能得到解決。

    目前，石墨烯產業主要遇到的問題是環評、安全生產資質、廢料處理等方面沒有配套政策跟進。化學法是目前最有可能實現大規模工業化生產石墨烯的方法之一。目前對石墨烯敞開懷抱的城市大多是對環保要求極高的城市，所以環保問題是必須要解決的問題。舉一例，石墨烯生產所產生的廢酸比化工生產中產生的廢酸干凈，可是廢酸處理依然是困難重重。由于廢酸收集企業對制備石墨烯產生的廢酸特點不熟悉，這種廢酸的收集工序復雜，所以，企業自然不愿意做，高昂的廢酸處理成本全由石墨烯企業承擔。

    （3）實驗室設備和工業化設備的銜接缺陷

    從實驗室到工廠是放大、放大、再放大的過程。過渡越有序，過程就會越平穩。國內小型實驗型生產機器極為缺乏，導致實驗成本居高不小。特別是在高分子材料領域，動輒投料就在100kg左右；超級電容器領域對材料的需求也是相當的大。材料收集是一個漫長的過程，這種情況嚴重影響到整體的效率。此外，設備置辦成本也是一般創業型企業所無法承受之重。

    二、對石墨烯產業化的展望

    石墨烯，特別是化學法制備的石墨烯，具備廣泛的應用前景。在碳世紀來看，石墨烯第一個獲得突破的應用領域將是超級電容器電極材料。能夠徹底帶動石墨烯需求，并使得石墨烯真正得到工業化大生產規模的應用還是石墨烯和高分子材料復合新材料的應用。屆時石墨烯不再像現在如此高不可及，而將會成為一種常見的高端工業原材料。石墨烯在高分子材料領域的應用，一定要具備其他材料滿足不了的特性，避免進入與共性產品拼價格的窘境。

    三、結語

    無論是從石墨烯自身的前景看，還是從國家目前的產業轉型看，石墨烯作為最有代表性的碳材料，一定能在新材料領域掀起一股不亞于當年互聯網在IT產業領域里掀起的波瀾壯闊的變革大潮。

更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等等方面的國內外最新動態，我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.ecorr.org 

責任編輯：王元

《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
投稿聯系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：ecorr_org@163.com
中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414