【深度好文】刘忠范：石墨烯产业的机遇和挑战！

3月20日“新兴产业百人会”成立大会暨北斗产业发展论坛在北京成功召开。“新兴产业百人会”是一批有志于推进中国新兴产业发展的知名专家学者、企业家等共同发起的非官方、非盈利、公益性产业研究和交流平台，致力于前瞻研判全球新兴产业发展趋势，深度解析国内新兴产业领域面临的新机遇和新挑战，聚焦研究中国新兴产业发展的重大问题，为加快推进实施制造强国和网络强国战略汇聚思想、贡献智慧。中科院院士刘忠范在成立大会上做了关于石墨烯主题的报告。

我今天讲的是石墨烯产业，严格说谈不上是产业，应该说还是萌芽中的新兴产业。石墨烯是一种纯碳材料，只有一个碳原子层，因其最薄、最轻、最强、最坚硬的特点，所以号称新材料之王。同时，它的柔性、透明度、稳定性以及拉伸性都特别好。可以想象一下，集这么多优点于一身，称它是新材料之王是可以理解的，也因此被普遍认为作为战略性新兴产业，它会主导未来竞争。另外，它在诸多领域像电子信息、航空航天、国防、节能环保、生物医药会有非常广阔的应用前景。

不过，未来的石墨烯产业还很漫长，我认为是充满荆棘的一条路。石墨烯研发的门槛其实很高，我的团队多年来一直做石墨烯的研究，发现越做越难，所以绝非大量钢铁式的运动所能做的事情。那么，现在石墨烯产业究竟处于什么阶段呢?很多人有这样的误解，认为这个产业已经进入大规模应用的前期阶段，而实际上是属于期望的顶峰阶段。尤其石墨烯产业是实体产业，不是互联网，不是虚拟产业，需要扎扎实实去做，从技术上去推进才有可能在未来产业的大蛋糕上分一杯羹。

石墨烯是由单晶碎片堆积起来的多晶薄膜或粉体。在通常情况下，石墨烯工艺化的制备过程其实并不理想。虽然粉体石墨烯和薄膜石墨烯都是石墨烯，但是制作方法却完全不一样，用途也不一样。此外，石墨烯和石墨差别就在于把石墨一层一层剥下来就是石墨烯，经过各项处理就可以一层一层剥下来，两层之间非常细，现在做出来的产品层数不好控制。相对而言，这类办法质量比较差，不是纯碳，里面也有氧、氢等其他的东西。另外，一公斤的石墨烯需要50 公斤的浓硫酸，大量制备的时候可能会产生大量污染，这时候也需要大家提升环境保护的意识。

目前，制备的石墨烯材料与理想还差得很远，还有非常大的提升空间，因此我最近经常讲的是今天的石墨烯材料并不等同于未来的石墨烯材料，你能期待的用途也是截然不同的，当年的碳纤维能做什么事，现在的碳纤维能做什么事，当年是想不到的，所以从这个意义上讲我们一定要明白，现在做的石墨烯，现在的用途未必甚至很有可能不会成为未来产业的核心。而对于我们来说，需要把它做到极致，才能形成产业，制备决定未来，关键是能不能做出真正好的石墨烯材料。

石墨烯的研究方向和趋势

下面举几个例子，也是代表着现在石墨烯研究研发方向。首先是标号石墨烯，这也是我们在做的事情，就像T300，石墨烯产业的基石毕竟会走这样的路，也就是现在这个档次还很低，必须得认真往前提高档次，最后才能越来越接近理想的状态，最终才有可能变成未来的石墨烯产业。

其次是我们的第二代设备，所谓产能每年2000 平方米，质量还是相当不错的。如今，当讨论石墨烯材料或者石墨烯产业的时候，大家经常有一个误区，就是认为有石墨矿资源就能发展石墨烯，把石墨矿跟石墨烯的概念混淆。虽然石墨矿可以发展成石墨烯，但是这条路未必划算，也未必合理。所以在这里我觉得有石墨矿资源，也要慎重，不要简单地把石墨矿和石墨烯混为一谈。

那么，有没有其他可能的路径甚至是更好的路径去发展石墨烯?像我们的团队也在研究粉体石墨烯，通过硅藻土可以得到一种导电性比现有的石墨烯粉体至少高十倍的物质，分散性也特别高。尽管导电性和分散能力的确是粉体石墨烯非常重要的指标，但是还是会有其他的技术选项来做粉体石墨烯。

关于未来的石墨烯产业，我相信将是建立在石墨烯材料的杀手锏级的应用基础之上，而不是作为万金油式的添加剂。举例来讲，现在市场上的一些产品，包括服饰、涂料、复合材料、吸附、润滑产品以及石墨烯锂电池、智能手环、石墨烯手机触摸屏等等，这些方面应该说代表着我们国家现在研发石墨烯的主体产品，应该说在国际上处于第一方队。

但是跟国外相比，我们关注的点却有点不太一样，我把最新的世界移动通信大会上的石墨烯展品给大家看一下，有石墨烯体验区，很能代表国际上在关注的方向。国际上关注的是石墨烯超级汽车，还有物联网传感器、可穿戴设备与健康管理、数据通信、能源技术、复合材料等等。

你会注意到国际上关注的东西至少宣传的东西跟我们有点差别，他们关注的是未来。我要说的是，未来的石墨烯产业肯定会是一块大蛋糕，不过我们能切到多少，取决于现在关心什么、关注什么。我觉得我们的确不能仅仅关注今天的产品，要关注引领未来的核心技术，这点非常重要。