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中国现在处于“石墨烯淘金热”中Q全国各地都在做矛_烯业,矛_烯这个词几乎家喻h。作为如此火爆的“网U”,中国矛_烯业发展之路到底该怎么?怎么才能走得更稳健、更长远?q些应该是科技界和产业界思考的问题?
矛_烯号U“新材料之王”,是一U二l蜂H状U碳材料Q集众多Ҏ于一w。它是目前最薄、最ȝ材料Q同时也是最强、最坚硬的材料。虽然石墨很软,但是单层的石墨烯材料甚至比金刚石q硬。我们所熟知的金刚石导热性很好,热导率在2000W/mK(导热pL)左右Q而石墨烯的热导率辑ֈ5300W/mK。石墨烯q兼h性、透明{特性,而且只有质子能够IK。这些优良的Ҏ赋予了矛_烯材料极为广阔的应用前景Q也是吸引全世界眼球的根本原因?
矛_烯h值理想丰满但现实骨感
中国拥有全世界最为庞大的矛_烯研发队伍,?011qv发表的学术论文数量就E_世界W一。中国申L矛_烯专利数量也高居全球榜首Q呈遥遥领先之势?
目前Q中国正在掀起一轰烈烈的矛_烯业化q动。全国有近20家石墨烯产业园,q个数字q在增长。无论是发达地区Q还是偏q地区,都在建石墨烯产业园,q让人想?958q大跃进时期的“大炼钢铁”运动?
其实Q对于石墨烯材料来说Q理想与现实差距很大。理想的矛_烯具有完的蜂窝状结构,而现实的矛_烯就像一件破衣服Q由无数个石墨烯微片拼接而成。石墨烯上有很多~陷Q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g没有那么高。套用一句网l语aQ就是“理惛_丰满Q现实很骨感”?
矛_烯材料需持箋投入更需耐心
我们可以看不懂未来,但是可以回顾历史Q温故而知新。大家所熟悉的碳U维研发历史很有借鉴意义?961q_大阪工业技术试验所q藤昭男发明聚丙烯腈基碳U维制备技术,十年后的1971q日本东丽公司率先实现工业化量Q每?吨的规模。东丽公司沿着T300、T800、T1000的标号之路不断提升碳U维的质量,投入?400多亿日元研发资金Q直?003q赢得L?87合同后,才真正扭亏ؓ盈。实际上Q早q的纤l只能做钓鱼杆,而现在的纤l已成ؓ先进航空器的支撑材料。同样叫纤l_但是东西不一P强度完全不一栗相信石墨烯材料也会走同L路,需要时间的U淀Q需要持l的投入Q更需要耐心?
矛_烯制备决定其未来不尽相同
制备军_未来。现在的矛_烯ƈ不等同于未来的石墨烯?
矛_烯可以分成两大类Q粉体石墨烯和薄膜石墨烯Q制备方法不同,用途也完全不同。从大规模生产的角度Ԍ_体矛_烯通常从石墨出发制备,通过一pd的物理化学过E把矛_烯从块体矛_上剥M来。这U石墨烯一般质量较差,但量很大,也比较便宜。目前国内能已辑ֈ7000吨规模,实际产量也就癑规模?
化学气相沉积Ҏ是规模化制备薄膜矛_烯的通用技术,所得到的石墨烯质量很高Q当然也比较贵,目前国内产能已达到年产百万^c量U。北京大学在高质量石墨烯制备斚w做了大量的研I探索,在标L墨烯薄膜、三l粉体石墨烯、超U石墨烯ȝ以及矛_烯光U等研究领域取得一pd重要H破?
需要关注引领未来的核心技?
未来的石墨烯产业会是一块大蛋糕。当Ӟq块蛋糕我们能够切到多少是个未知数。取决于我们现在x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Ӟ从一个实验室材料和技术走C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Q但是非常分散,基本上是作坊式的。到处搞矛_烯业园的做法,大部分是单重复,~少技术含量,急功q利现象非常严重?
很多认ؓ矛_烯业会很快走向大规模快速发展阶D,实际上ƈ非如此。根据高L公司(Gartner)的技术成熟度曲线Q实际上矛_烯业仍处于早期阶段Q很快就会进入死亡谷Q这时候最需要的是坚持、企业远见和国家意志。碳U维从小扚w生到现在已?5q_而石墨烯只有12q的历史Q的的确跑得有点快了。石墨烯产业毕竟是实体业,l不会像互联|那样一“忽悠”就h?
当然Q我们也看到了希望。北京市刚刚启动了石墨烯专项Q跨度是十年Q从“十三五”到“十四五”规划。我们的布局l不仅仅是今天的产品Q重Ҏ未来的核心技术研发?
北京市的另一个重要D措是成立北京矛_烯研IQ希望该研究院能够引领石墨烯产业的未来。这个研I生的是技术以及技术派生出来的企业,q有最l的矛_烯业,而不是今天的产品?
矛_烯业未来发展的三大可能
矛_烯行业究竟前途无量还是昙׃?首先Q制备决定未来,其重要的是要有工匠_。无论是什么新材料Q如果我们能够做到几十年如一日地坚持研发Q以中国人的聪明才智肯定能够做好。但是目前的做法常常不是q样Q急功q利Q短q_地赚p已。另外,矛_烯材料需要找到杀手锏U的用途,而不是万金a式的应用。期待超U石墨烯ȝ能够成ؓ其中的杀手锏U应用品?
很多人问矛_烯究竟能走多q,我给Z三种可能的前途:
W一U类g纤l。相信只要石墨烯原材料制造水q不断提升,臛_会像纤l那P成ؓ某个特定行业的杀手锏U材料?
W二U类g塑料。一癑֤q前Z发明了塑料,现在你离不开它,我们难以惌没有塑料的生zL什么样子。石墨烯有没有这L可能?的确有可能,因ؓ用途非常广泛?
W三U类g芯片。可以说现在是硅时代Q因为硅改变了hcȝ_生活。石墨烯或许也有q个可能?