構(gòu)建石墨烯產(chǎn)業(yè)完整創(chuàng)新鏈條

孫曉霞

石墨烯作為一種極富應(yīng)用前景的前沿新材料，對于帶動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、培育新興產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn)有著顯著的作用，已成為我國實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略和加快推進(jìn)新一輪技術(shù)革命的重要抓手之一。北京為進(jìn)一步強(qiáng)化全國科技創(chuàng)新中心地位，發(fā)揮創(chuàng)新資源密集的優(yōu)勢，已經(jīng)將石墨烯列為未來科技領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略布局之一。

位于北京西南的北京石化新材料科技產(chǎn)業(yè)基地（以下簡稱“基地”），堅(jiān)持落實(shí)創(chuàng)新發(fā)展理念，全力聚焦新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，積極培育石墨烯等前沿材料，力爭打造北京高精尖產(chǎn)業(yè)增長極。北京石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心種子企業(yè)孵化園，則是依托基地現(xiàn)有發(fā)展基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢建設(shè)，是打通石墨烯從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線、加速石墨烯產(chǎn)業(yè)化的重要一環(huán)。作為北京石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心的運(yùn)行主體，北京石墨烯技術(shù)研究院有限公司（以下簡稱“研究院”）緊密圍繞平臺(tái)建設(shè)，著力加快石墨烯中試基地的建設(shè)，深入開展石墨烯各項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)和新產(chǎn)品研發(fā)工作，努力擴(kuò)大北京石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心的影響力。為此，本刊記者專訪了研究院院長王旭東。

潛心耕耘石墨烯研究 “公司+聯(lián)盟”加速石墨烯產(chǎn)業(yè)化

2010年，英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，因他們在石墨烯材料方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。自此之后，石墨烯迅速成為物理科學(xué)領(lǐng)域、材料科學(xué)領(lǐng)域以及資本市場的熱門話題。而在石墨烯材料大熱之前，中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)北京航空材料研究院（以下簡稱“航材院”）就已經(jīng)開始著手相關(guān)研究。王旭東介紹道，在21世紀(jì)初，為更好地滿足我國航空材料發(fā)展需求，航材院自2006年起開始追蹤石墨烯技術(shù)，并逐步突破了石墨烯粉體制備技術(shù)、石墨烯薄膜制備技術(shù)。在前期探索研究的基礎(chǔ)上，在“十二五”伊始的2011年，航材院將石墨烯技術(shù)發(fā)展納入重要戰(zhàn)略方向，全面啟動(dòng)各項(xiàng)應(yīng)用研究工作。2012年成立了石墨烯及應(yīng)用研究中心，組建了一支由36名具有卓越創(chuàng)新精神的年輕科研人員組成的、多學(xué)科交叉的創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)，在該團(tuán)隊(duì)背后還有一支數(shù)百人的工程應(yīng)用研究團(tuán)隊(duì)，以最快的速度將實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用技術(shù)。多年的深入研究讓航材院收獲了累累碩果：已申請國際、國內(nèi)發(fā)明專利200多項(xiàng)，在國際知名期刊發(fā)表高水平科技論文120余篇，編寫各種規(guī)范200余份；目前，已形成了涵蓋石墨烯金屬材料和非金屬材料在內(nèi)的數(shù)十項(xiàng)新材料。

王旭東表示，在新的形勢下，為了更高效的推進(jìn)石墨烯技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，航材院在機(jī)制體制上做出了更大的改革，在2017年發(fā)起設(shè)立研究院，并成功申請成為北京石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心。這種“公司+聯(lián)盟”的運(yùn)作形式，以更靈活的機(jī)制推進(jìn)石墨烯新材料技術(shù)成果轉(zhuǎn)化擴(kuò)散，力求努力構(gòu)建一個(gè)有國際影響力的新材料創(chuàng)新平臺(tái)。

建立石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新生態(tài)

王旭東說，研究院成立2年來，著眼全局、統(tǒng)籌兼顧，在條件建設(shè)、技術(shù)攻關(guān)、國際合作、體制創(chuàng)新多個(gè)方面不斷探索，各項(xiàng)工作穩(wěn)步推進(jìn)。

在條件建設(shè)方面，研究院在2017年建成了我國第一個(gè)石墨烯應(yīng)用技術(shù)中試基地（共8 800m2）。該基地一期投資8 000萬元，建設(shè)了包括石墨烯制備、石墨烯應(yīng)用材料制備和材料性能檢測等在內(nèi)的18個(gè)試驗(yàn)室。

在關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)方面，研究院初步解決了高品質(zhì)石墨烯粉體低成本高效率插層技術(shù)。基于第1代、第2代和第3代技術(shù)，研究院建成了3條石墨烯粉體產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升、產(chǎn)品價(jià)格不斷降低、生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，初步解決了石墨烯薄膜碳原子形核及生長控制技術(shù)的2個(gè)行業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)。

在國際合作方面，研究院積極開展先進(jìn)材料、傳感器和人才培養(yǎng)方面的合作。2018年與英國曼徹斯特大學(xué)簽訂協(xié)議，成立了“中英二維材料工程技術(shù)聯(lián)合研究中心”，引入了包括2010年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者石墨烯發(fā)現(xiàn)者康斯坦丁·諾沃肖洛夫等多名技術(shù)專家。

在機(jī)制體制創(chuàng)新方面，研究院采用央地聯(lián)動(dòng)模式，企業(yè)法人方式，組建新型創(chuàng)新主體。研究院充分發(fā)揮大院大所歷史底蘊(yùn)深厚、創(chuàng)新成果眾多、學(xué)科門類齊全、綜合實(shí)力領(lǐng)先的優(yōu)勢，避免了固有體制對科研活力及成果轉(zhuǎn)化的束縛，實(shí)現(xiàn)了科技成果有效轉(zhuǎn)化，初步建成了全要素匯集的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。此外，研究院通過中試孵化能力建設(shè)、測試驗(yàn)證能力建設(shè)和行業(yè)支撐能力建設(shè)，營造產(chǎn)業(yè)跨界協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境，打造了適合我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“4軸聯(lián)動(dòng)”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展新模式，初步實(shí)現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)室技術(shù)→中試應(yīng)用技術(shù)→種子企業(yè)孵化→產(chǎn)業(yè)化→反哺研發(fā)”的良性自我循環(huán)。

匯聚石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新全要素

在談到自己對石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之見時(shí)，王旭東表示石墨烯作為顛覆性的新材料，在推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時(shí)候要特別注意協(xié)調(diào)好前沿探索和產(chǎn)業(yè)落地的關(guān)系。他強(qiáng)調(diào)，發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)不可只側(cè)重前沿探索失去產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇期，使石墨烯產(chǎn)業(yè)成為只能靠輸血的無本之木；也不可只看重眼前技術(shù)推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)發(fā)展而不重視新技術(shù)追蹤，使其成為無源之水日漸失去先進(jìn)性。他認(rèn)為，解決以上問題的其關(guān)鍵在于加強(qiáng)技術(shù)中試能力建設(shè)和商業(yè)中試能力件，而在基地建設(shè)的北京石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心種子企業(yè)孵化園，就是商業(yè)中試關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其不僅僅是物理空間的概念，更是是完整的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新要素。目前，該種子企業(yè)孵化園已構(gòu)建包括創(chuàng)投基金、產(chǎn)業(yè)基金、行業(yè)協(xié)會(huì)和種子企業(yè)孵化器在內(nèi)的完整商業(yè)中試條件，形成了以技術(shù)中試和商業(yè)中試抓手的完整創(chuàng)新鏈條，可以很好地連接“樣品→產(chǎn)品→商品轉(zhuǎn)化”全過程。

王旭東詳細(xì)介紹說，作為北京石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心商業(yè)中試基地和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新資源集合平臺(tái)，北京石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心種子企業(yè)孵化園將包括基金管理公司、母基金、專項(xiàng)子基金、行業(yè)協(xié)會(huì)、年度峰會(huì)、種子企業(yè)孵化器、產(chǎn)業(yè)園、產(chǎn)業(yè)園區(qū)管理運(yùn)營公司、項(xiàng)目公司等。具體情況為：種子企業(yè)孵化器，一期占地2萬m2，二期占地16畝，三期預(yù)計(jì)占地100畝；行業(yè)協(xié)會(huì)，以北京碳材料產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會(huì)為抓手；石墨烯基金，包括基金管理公司、母基金、專項(xiàng)子基金等；年度峰會(huì)，則著力打造京津冀石墨烯高峰論壇這一品牌會(huì)議；產(chǎn)業(yè)園，即北京石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心產(chǎn)業(yè)園，目前預(yù)計(jì)占地500畝。

對于研究院的未來發(fā)展，王旭東信心十足。他展望，研究院在未來3年將建成石墨烯材料表征評價(jià)中心和石墨烯產(chǎn)品測試驗(yàn)證中心，2個(gè)石墨烯材料制備中試線和15個(gè)石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品中試孵化試驗(yàn)室，以及種子企業(yè)孵化器、知識(shí)產(chǎn)權(quán)平臺(tái)等內(nèi)容，提升行業(yè)支撐能力，引領(lǐng)石墨烯產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；⒔】祷l(fā)展?！把芯吭鹤鳛椤韲倚蜗笥袊H引領(lǐng)作用的新材料研發(fā)中心，力爭成為國際一流的二維材料技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化中心，進(jìn)一步增強(qiáng)石墨烯復(fù)合材料在優(yōu)勢領(lǐng)域競爭力，為我國實(shí)現(xiàn)成為制造業(yè)強(qiáng)國的宏偉目標(biāo)提供有力支撐?！蓖跣駯|說。