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作為一種新材料，石墨烯引發(fā)了全球研究熱潮。它以超薄和超強韌性著稱，是傳導熱量的“高手”，它還是目前已知導電性能最出色并具有儲能功能的材料，現在，石墨烯正悄然走進人們的日常生活。當前，我國石墨烯研發(fā)和產業(yè)化已經到達何種階段?還存在哪些短板?政府、學界和企業(yè)如何把握下一步發(fā)展路徑與方向?帶著這些問題，中經社分析師專訪了南京理工大學原副校長、教授、博士生導師汪信。
石墨烯正從基礎研究向產業(yè)化應用過渡 業(yè)界需要耐心
石墨烯是目前發(fā)現的最薄、導電導熱性能最強、最堅硬的新型納米材料，被譽為“新材料之王”。
美國、歐盟、韓國等國家(地區(qū))均將石墨烯作為搶占新一輪產業(yè)革命的戰(zhàn)略制高點，在基礎技術儲備、高端應用研發(fā)方面競爭激烈。
我國石墨烯起步較早，從高校啟動基礎研究，到2011年江蘇常州率先成立石墨烯研究院、2012年工信部首次明確提出支持發(fā)展石墨烯新材料至今，我國已成為全球石墨烯研究和應用開發(fā)最活躍的國家之一——中國石墨烯基礎研發(fā)投入走在世界前列，專利申請數量世界第一，拓展的應用領域范圍全球最廣。
不過，汪信認為，當前我國石墨烯正處于從基礎研究向應用和產業(yè)化過渡期，近兩年會有較大的行業(yè)洗牌。整體上，石墨烯產業(yè)依然前景廣闊。
他說，石墨烯是一種極具價值的新材料，要經歷5年、10年甚至更長時間，才有可能實現廣泛的市場應用。無論是政府、中小型企業(yè)、科技巨頭，都需要耐心。
這種新材料的探索式前進，與當年尼龍迅速產業(yè)化有所不同。1937年，美國的卡羅瑟斯采用已二胺和已二酸合成出能拉絲的尼龍66，1938取得專利權，在1939年建立第一個量產工廠。當時，尼龍的最大用途僅是制作襪子，但“尼龍襪”頗受歡迎，市場需求巨大，投產后供不應求。正是當時尼龍的用途領域較窄，產業(yè)能集中力量做強做大，積累了大量的資本，擁有了開發(fā)其他方面應用的資金。發(fā)展到現在，尼龍仍然是各種領域非常重要的工程塑料。
石墨烯與尼龍不同，它“誘人”的優(yōu)點太多，重點應用領域不夠明確，資金、人力、物力投入都分散了，業(yè)界更需要耐心。
石墨烯不是“工業(yè)味精” 應聚焦重點領域應用
汪信表示，當前，我國石墨烯產業(yè)已經到了比較集中和需要洗牌的階段?，F在全社會存在一種觀點，認為石墨烯是“工業(yè)味精”，放到哪兒“味道”都會更好，產品質量就會更高。
這種認知是不對的。
石墨烯技術涉及制備技術、技術應用等多個方面，而技術應用又涉及電子、航空、醫(yī)藥等各個領域，每個領域的技術攻關，都有不小的難度。
可以說，石墨烯是一個高門檻、需長期投入、收益暫時緩慢的行業(yè)。汪信認為，從大趨勢來說，石墨烯產業(yè)必須謀求整體發(fā)展。但一定要先集中，做強石墨烯重點應用領域，繼而帶動整個產業(yè)發(fā)展。如果繼續(xù)盲目發(fā)展，持續(xù)消耗資源、資金、人才，會留下很多爛攤子甚至是環(huán)境污染問題。
關于重點領域，汪信認為，一是可以在能源應用、特別是動力電池領域的應用和產業(yè)化方面下功夫。2016年，汪信教授課題組就利用氧化石墨的高比表面積和獨特的二維結構，建立了氧化石墨烯和金屬顆粒、金屬(氫)氧化物、導電高分子三類雜化材料的通用制備方法，將有助于石墨烯在燃料電池、超級電容器和鋰離子電池等能源領域的應用，目前團隊正在與企業(yè)合作技術轉移，加速項目產業(yè)化。未來，石墨烯在儲能、超級電容器、鋰電、動力電池有較好的應用前景。
二是能源以外的領域，如重防腐涂料、催化劑類、電子顯示、醫(yī)療應用等。重防腐涂料、催化材料、電子顯示等領域應用在江蘇常州已經有不少成功案例。醫(yī)療領域，如果將石墨烯作為藥物載體進入人體，目前仍有一些安全性問題待考量。
設置行業(yè)門檻 強化產學研政企協(xié)作突圍
從基礎研究向產業(yè)化應用過渡的復雜時期，石墨烯如何突圍，盡快實現可持續(xù)發(fā)展?
汪信建議，一是需要政府適當管一管，設立一定門檻，行業(yè)發(fā)展也需要收一收。
石墨烯不是“靈丹妙藥”，是有一定技術、資金和市場門檻才能進入的行業(yè)，建議政府適當控制批準相關項目，防止一窩蜂，避免造成資金、資源的浪費和環(huán)境污染。目前，建議從國家層面應盡快研究確定幾個重點應用領域，集中資金攻克技術門檻，集納合力，形成石墨烯的“國家品牌”。
二是產學研政企協(xié)作突圍。我國石墨烯研究的主體主要是高校、科研院所等機構和少數企業(yè)，研究力量比較分散，而且偏重于理論研究，成果呈現出碎片化、同質化特征。要盡快實現石墨烯產業(yè)化，必須加強產學研政企協(xié)作，完善石墨烯研發(fā)、生產、應用的全產業(yè)鏈，推動技術創(chuàng)新與市場應用結合。對高校來說，既要做基礎研究，也要和企業(yè)合作，做接地氣的項目，助力石墨烯產業(yè)盡快突圍。
石墨烯正從基礎研究向產業(yè)化應用過渡 業(yè)界需要耐心
石墨烯是目前發(fā)現的最薄、導電導熱性能最強、最堅硬的新型納米材料，被譽為“新材料之王”。
美國、歐盟、韓國等國家(地區(qū))均將石墨烯作為搶占新一輪產業(yè)革命的戰(zhàn)略制高點，在基礎技術儲備、高端應用研發(fā)方面競爭激烈。
我國石墨烯起步較早，從高校啟動基礎研究，到2011年江蘇常州率先成立石墨烯研究院、2012年工信部首次明確提出支持發(fā)展石墨烯新材料至今，我國已成為全球石墨烯研究和應用開發(fā)最活躍的國家之一——中國石墨烯基礎研發(fā)投入走在世界前列，專利申請數量世界第一，拓展的應用領域范圍全球最廣。
不過，汪信認為，當前我國石墨烯正處于從基礎研究向應用和產業(yè)化過渡期，近兩年會有較大的行業(yè)洗牌。整體上，石墨烯產業(yè)依然前景廣闊。
他說，石墨烯是一種極具價值的新材料，要經歷5年、10年甚至更長時間，才有可能實現廣泛的市場應用。無論是政府、中小型企業(yè)、科技巨頭，都需要耐心。
這種新材料的探索式前進，與當年尼龍迅速產業(yè)化有所不同。1937年，美國的卡羅瑟斯采用已二胺和已二酸合成出能拉絲的尼龍66，1938取得專利權，在1939年建立第一個量產工廠。當時，尼龍的最大用途僅是制作襪子，但“尼龍襪”頗受歡迎，市場需求巨大，投產后供不應求。正是當時尼龍的用途領域較窄，產業(yè)能集中力量做強做大，積累了大量的資本，擁有了開發(fā)其他方面應用的資金。發(fā)展到現在，尼龍仍然是各種領域非常重要的工程塑料。
石墨烯與尼龍不同，它“誘人”的優(yōu)點太多，重點應用領域不夠明確，資金、人力、物力投入都分散了，業(yè)界更需要耐心。
石墨烯不是“工業(yè)味精” 應聚焦重點領域應用
汪信表示，當前，我國石墨烯產業(yè)已經到了比較集中和需要洗牌的階段?，F在全社會存在一種觀點，認為石墨烯是“工業(yè)味精”，放到哪兒“味道”都會更好，產品質量就會更高。
這種認知是不對的。
石墨烯技術涉及制備技術、技術應用等多個方面，而技術應用又涉及電子、航空、醫(yī)藥等各個領域，每個領域的技術攻關，都有不小的難度。
可以說，石墨烯是一個高門檻、需長期投入、收益暫時緩慢的行業(yè)。汪信認為，從大趨勢來說，石墨烯產業(yè)必須謀求整體發(fā)展。但一定要先集中，做強石墨烯重點應用領域，繼而帶動整個產業(yè)發(fā)展。如果繼續(xù)盲目發(fā)展，持續(xù)消耗資源、資金、人才，會留下很多爛攤子甚至是環(huán)境污染問題。
關于重點領域，汪信認為，一是可以在能源應用、特別是動力電池領域的應用和產業(yè)化方面下功夫。2016年，汪信教授課題組就利用氧化石墨的高比表面積和獨特的二維結構，建立了氧化石墨烯和金屬顆粒、金屬(氫)氧化物、導電高分子三類雜化材料的通用制備方法，將有助于石墨烯在燃料電池、超級電容器和鋰離子電池等能源領域的應用，目前團隊正在與企業(yè)合作技術轉移，加速項目產業(yè)化。未來，石墨烯在儲能、超級電容器、鋰電、動力電池有較好的應用前景。
二是能源以外的領域，如重防腐涂料、催化劑類、電子顯示、醫(yī)療應用等。重防腐涂料、催化材料、電子顯示等領域應用在江蘇常州已經有不少成功案例。醫(yī)療領域，如果將石墨烯作為藥物載體進入人體，目前仍有一些安全性問題待考量。
設置行業(yè)門檻 強化產學研政企協(xié)作突圍
從基礎研究向產業(yè)化應用過渡的復雜時期，石墨烯如何突圍，盡快實現可持續(xù)發(fā)展?
汪信建議，一是需要政府適當管一管，設立一定門檻，行業(yè)發(fā)展也需要收一收。
石墨烯不是“靈丹妙藥”，是有一定技術、資金和市場門檻才能進入的行業(yè)，建議政府適當控制批準相關項目，防止一窩蜂，避免造成資金、資源的浪費和環(huán)境污染。目前，建議從國家層面應盡快研究確定幾個重點應用領域，集中資金攻克技術門檻，集納合力，形成石墨烯的“國家品牌”。
二是產學研政企協(xié)作突圍。我國石墨烯研究的主體主要是高校、科研院所等機構和少數企業(yè)，研究力量比較分散，而且偏重于理論研究，成果呈現出碎片化、同質化特征。要盡快實現石墨烯產業(yè)化，必須加強產學研政企協(xié)作，完善石墨烯研發(fā)、生產、應用的全產業(yè)鏈，推動技術創(chuàng)新與市場應用結合。對高校來說，既要做基礎研究，也要和企業(yè)合作，做接地氣的項目，助力石墨烯產業(yè)盡快突圍。
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