石墨烯：“放長線”才能“釣大魚”

文/吳璟 董世梅 朱雪黎

石墨烯：“放長線”才能“釣大魚”

文/吳璟 董世梅 朱雪黎

有一種新材料，能開發(fā)出一種新的電池，可把數(shù)小時的充電時間壓縮至短短一分鐘。這種新材料就是石墨烯。

石墨烯，是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀”，極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。

在四川，全省探明石墨礦有8000萬噸，占全國的40%。豐厚的資源，美好的前景，是否是四川石墨烯產(chǎn)業(yè)的真實寫照?

各路資本的看好讓學(xué)界多年的孤獨攻堅變得不再冷清

2016年3月29日，中國科學(xué)院成都有機化學(xué)研究所?！八挛缬忠獊砹??！宾拿勒闈M臉無奈。瞿美臻是研究所催化技術(shù)研究發(fā)展中心主任，口中的他，是成都某科技股份有限公司董事長。兩人近期頻頻見面，是因為對方看中了瞿美臻手上的“寶貝”——石墨烯。

2009年，瞿美臻所在的團隊開始石墨烯制備的研發(fā)。2011年，實驗室成功制備石墨烯。如今，僅實驗室設(shè)備每天就能產(chǎn)出幾百公斤的石墨烯納米片，以及1公斤的單層石墨烯粉末。10噸/年的石墨烯導(dǎo)電粉體中試生產(chǎn)線已經(jīng)開建，計劃6月底試生產(chǎn)?！罢嬲墓I(yè)化生產(chǎn)即將實現(xiàn)?！宾拿勒檎f，這也是企業(yè)頻繁找他的重要原因，“想合作，想投錢給我們?！宾拿勒閿?shù)了數(shù)，短短一個月時間，慕名而來求合作的投資企業(yè)已有七八家，其中不乏知名上市公司。

歷經(jīng)多年的孤獨攻堅，如今，瞿美臻似乎一夜之間感受到了石墨烯的“躁動”。

2016年3月3日下午，四川省石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在德陽市成立，聯(lián)盟理事長是一直從事石墨烯生產(chǎn)與開發(fā)的德陽烯碳科技有限公司董事長郭安賢。德陽烯碳科技2012年就建成了1.5噸石墨烯粉體及漿料中試生產(chǎn)線，4月，年產(chǎn)30噸石墨烯粉體制備生產(chǎn)線也將試運行。

當天，10多家企業(yè)到場，與石墨烯相關(guān)的信息也在這里匯集：德陽設(shè)立首只石墨烯產(chǎn)業(yè)基金，遂寧在開發(fā)石墨烯導(dǎo)電漿料，攀枝花加快籌建石墨烯工程技術(shù)研究中心，巴中的石墨資源將加速開采……不少企業(yè)家甚至知道，四川省已經(jīng)將加快編制石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃列進了政府的重要工作事項?！靶虏牧贤鶗砀锩缘淖兓?，石墨烯的優(yōu)越性能，使產(chǎn)業(yè)界迅速嗅到了其在電子、航天軍工、生物、新能源、半導(dǎo)體等領(lǐng)域可能的應(yīng)用潛力?！弊龃伺袛嗟氖菄摇扒嗄昵擞媱潯睂＜依钛┧伞蚴讉€發(fā)明大面積制備石墨烯薄膜的科學(xué)家，2015年7月，他從美國歸來，赴電子科技大學(xué)任教。他介紹，有相關(guān)文獻明確，在塑料里摻入百分之一的石墨烯，能使塑料具備良好的導(dǎo)電性;加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗熱性提高30攝氏度。“四川的石墨資源儲量非常豐富，有很好的石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)?！边@樣的話語在政府、企業(yè)、專家口中頻頻傳出。巴中、攀枝花等地有豐富的石墨資源，全省探明石墨礦8000萬噸，占全國的40%。大力發(fā)展前景看好的石墨烯產(chǎn)業(yè)，也在情理之中。

行業(yè)標準缺失，成本居高不下下游產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成

“10多年來，這個礦反反復(fù)復(fù)開工停工，不知道這盤能不能搞成?”近日，巴中南江縣，坪河10萬噸/年高碳石墨采選工程開工了，圍著看熱鬧的人群中，有村民這樣說。

早在2000年，南江縣坪河石墨礦獲得了采礦許可證，并少量開采。但石墨礦如何加工運用，卻讓山里的人無所適從。其間，因低碳石墨產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、技術(shù)含量低等，礦上的開采反復(fù)過多次。

如今，石墨烯產(chǎn)業(yè)熱了起來，巴中決定再次啟動石墨開采。這一次，當?shù)夭粌H成立了石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進領(lǐng)導(dǎo)小組，還制定《巴中市石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，以發(fā)展高新石墨產(chǎn)業(yè)為目標，劍指石墨烯。

但是，新材料產(chǎn)業(yè)化之路，不會這么容易。

瞿美臻所在的催化技術(shù)研究發(fā)展中心，目前出售的石墨烯制品總量，只能用“克”計量，且購買者也多為相關(guān)研究機構(gòu)人員。

同樣的尷尬，郭安賢也曾經(jīng)歷。雖然德陽烯碳科技發(fā)展了部分企業(yè)客戶，但2015年一年的銷售總量也只有十幾千克。

這是四川石墨烯產(chǎn)業(yè)，也是整個行業(yè)面臨的困局——石墨烯下游產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成，目前還處于前期專利布局期，石墨烯產(chǎn)量、質(zhì)量及成本問題并未獲得下游應(yīng)用市場的普遍認可。

2015年12月，德陽首次舉行石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展推介會，國內(nèi)70余家相關(guān)企業(yè)的負責人成為座上賓。為讓更多下游企業(yè)了解并認可石墨烯，德陽烯碳科技送出了100多份總計價值5000萬元的高品質(zhì)石墨烯粉體、漿料。“我們最大的希望就是，能有下游企業(yè)和我們一起開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)品?！惫操t介紹，企業(yè)正在全力開發(fā)石墨烯導(dǎo)電油墨、石墨烯復(fù)合導(dǎo)熱墊、石墨烯防腐涂料等多個下游產(chǎn)品，希望有下游企業(yè)參與，一方面是降低下游產(chǎn)品開發(fā)成本，另一方面也希望石墨烯被更多人了解。

但讓郭安賢失望的是，如此不計成本的贈送之后，回收到的反饋意見只有20份左右。從反饋數(shù)據(jù)來看，應(yīng)用石墨烯后，能讓下游產(chǎn)品性能有不同程度的提升，但“少有企業(yè)提出大量采購”。

這是為何?“企業(yè)是要算賬的?！崩钛┧山榻B，市場上，1克石墨烯，售價最低要幾百元，最高幾千元。若企業(yè)在產(chǎn)品中使用石墨烯，成本提高幾百倍，但產(chǎn)品性能卻不可能同比提升，“可能提升20%，也可能只提升30%，但絕對比不上成本提升的倍數(shù)”。

降低市場售價也是困難重重?！半m然我們有石墨烯制備專利技術(shù)，但其獨特的工藝決定其生產(chǎn)成本不可能在短期內(nèi)大幅度下降。”郭安賢說，這需要再次進行技術(shù)攻關(guān)。

推廣難，還在于石墨烯產(chǎn)業(yè)沒有相應(yīng)的行業(yè)標準。什么是石墨烯產(chǎn)品，沒有定論;石墨烯材料如何分類、有哪些術(shù)語，也沒有相應(yīng)標準。“有涂料企業(yè)想和我們合作，但問題是，石墨烯防腐涂料產(chǎn)品的標準是什么?標準都沒有，企業(yè)怎么敢大量采購石墨烯來生產(chǎn)新產(chǎn)品?”郭安賢坦言。

“有人說石墨烯制備量很少，有人卻可以年產(chǎn)10噸，這就是行業(yè)標準缺失造成的混亂?！崩钛┧筛锌钆碌木褪囚~目混珠，擾亂產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

有石墨資源不完全等同于有石墨烯產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢

“感謝你，但我們真不著急擴大規(guī)模?！泵鎸?shù)次來訪的投資者，瞿美臻委婉地拒絕了。

把送上門的錢往外推，瞿美臻絲毫不覺得可惜。他心里一直在敲警鐘：“石墨烯是新興材料，但在我國已有過度炒作概念的跡象。真正的應(yīng)用市場起不來，盲目跟風最終可能一敗涂地?！薄翱上У氖?，現(xiàn)在全球還沒有真正的成熟產(chǎn)品出現(xiàn)。”這也是李雪松的關(guān)注點。在他看來，石墨烯的成長需要時間，企業(yè)和政府都需要耐心。李雪松甚至用硅材料的應(yīng)用歷程來闡釋，“硅從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用，花了60多年的時間，隨著科技進步，石墨烯的大規(guī)模應(yīng)用時間可能變短，但是總有一定周期。”

等待的時間里，四川還有很多功課要做。

國內(nèi)最早研究石墨烯的專家之一，中科院院士、清華大學(xué)原子分子納米科學(xué)研究中心主任李家明給出建議：“石墨烯是全球性的大產(chǎn)業(yè)，從起步開始就必須要有大格局、大視野，不能偏居一隅，更不能閉門造車?！?/p>

李家明表示，在已經(jīng)成立的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟基礎(chǔ)上，四川需建頂尖的“參謀部”，“邀請包括兩院化工、化纖等領(lǐng)域的院士和國內(nèi)一流專家來碰撞，請他們出主意，集思廣益，把下游方向想得更清楚。同時，要千方百計把產(chǎn)品成本降下來。企業(yè)應(yīng)用后真正有利可圖，自然會加大應(yīng)用，這是市場選擇，而不是簡單靠宣傳?！?/p>

石墨資源也不完全等同于石墨烯產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢?！笆┊a(chǎn)業(yè)是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，而非資源密集型。”李雪松認為，雖然四川有大量的石墨資源儲備，但從全國來看，四川對石墨烯的研究和應(yīng)用起步較晚，落后于重慶和江蘇等地。

當然，從豐富的資源儲備上找出路并不是沒有選擇。

李雪松看中了四川電子信息產(chǎn)業(yè)的雄厚根基，致力于紅外探測器的應(yīng)用。在他看來，石墨烯在紅外探測器中的應(yīng)用不易被市場復(fù)制，正是四川發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的“蹊徑”。

不過當下橫亙在科研方面的難題，除了制備技術(shù)本身，更缺乏高端制造業(yè)支撐。回國后，李雪松就開始購置石墨烯薄膜的制備設(shè)備，但是制造業(yè)水平確實需要大幅提升，一根直徑6.35毫米的不銹鋼鋼管誤差甚至大到肉眼就能看出，“我們要開發(fā)出真正自己掌握的核心技術(shù)，制造業(yè)這個基礎(chǔ)必須強大?！崩钛┧商寡?。

所以，從某種意義上來說，石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要“放長線”，才能“釣大魚”。