云南省石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對策

葉琳 黃潔 安道淵

摘 要：云南省雖然在石墨烯基礎研究領域起步較早，但存在研究成果尚未充分轉(zhuǎn)化、關鍵技術研究嚴重不足、技術人才和平臺匱乏、技術研究方向較為發(fā)散、產(chǎn)業(yè)技術尚處于實驗室階段等問題。高度重視石墨烯技術，形成特色技術支撐體系，引進企業(yè)和機構帶動相關產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，加強對外交流與合作，大力引進高層次人才團隊，對推進云南省石墨烯發(fā)展具有重要意義。

關鍵詞：石墨烯產(chǎn)業(yè) 技術領域 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新 云南

石墨烯材料具有非常優(yōu)異的性能，被稱作“黑金”“新材料之王”，其廣闊的應用前景在全球科技界和工業(yè)界被認為是一種未來革命性的材料，可以用在儲能、光電、傳感器、電力發(fā)電、醫(yī)療等眾多領域，正受到越來越多的關注，它的發(fā)現(xiàn)就像當年發(fā)明電一樣，或?qū)⒁I又一次新的工業(yè)革命。

一、云南省石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國20多個省市的“十三五”規(guī)劃對石墨烯進行了布局，部分省市專門出臺了專項政策并逐步付諸實施。云南省在石墨烯基礎研究領域起步較早，一些高校院所的科研人員從2005年就開始了石墨烯的研究，但尚未形成合力，石墨烯產(chǎn)業(yè)剛剛起步，相關企業(yè)數(shù)量基本為零。

（一）光電子領域量子點、二維材料等研究處于全國前列

云南省石墨烯量子點的相關技術研究排在全國高校科研院所的前列，研發(fā)具有高質(zhì)量石墨烯量子點制備方法水平在全國領先，如昆明物理研究所在制備石墨烯量子點技術上進行了可控性等方面的研究。目前云南省在石墨烯探測器方面做了一些基礎性的研究，如石墨烯基單元探測器的試制，結合柔性優(yōu)勢制備石墨烯柔性紅外探測器，以石墨烯為透明導電電極制備出可彎曲有機發(fā)光二極管，以石墨烯為透明陰極材料制備出紅外探測器等。云南省在制備石墨烯薄膜方面掌握了一些技術，目前處于研究階段。如昆明物理研究所在石墨烯的薄膜制備技術上掌握了石墨烯的薄膜生長技術等。與此同時，能源領域石墨烯電池應用點位關鍵技術有所突破。目前云南省在石墨烯電池的研究還比較欠缺，處在小型創(chuàng)新企業(yè)研發(fā)階段，距離出成果、成產(chǎn)業(yè)還有較大差距。同時，利用云南省豐富的太陽能資源，開發(fā)基于石墨烯的能源材料及其在能源固體電池或電解氫電池的應用也具有一定的應用潛力。

（二）材料領域石墨烯在貴金屬材料改性方面正積極探索

目前云南省在金屬石墨烯功能材料方面有了一定的探索和發(fā)展，但研究力度不夠，創(chuàng)新不足，距離產(chǎn)業(yè)化應用仍有差距。如云南省貴金屬新材料控股集團有限公司在貴金屬新型電接觸材料的應用和關鍵技術開發(fā)方面，近兩年來開展了包括石墨烯增強Ag基、Cu基復合材料的相關研究，探索了工藝路線來解決石墨烯在金屬基體中的各種問題。目前可應用的產(chǎn)品和范圍還比較有限，石墨烯配合貴金屬在廢氣、水中的催化應用也還有待深入研究。同時，利用云南省豐富的橡膠資源，開發(fā)基于石墨烯的橡膠用品和特殊導電凝膠的應用也具有一定的應用潛力。

（三）在生物醫(yī)藥領域開展了與地方特色相結合的相關研究

石墨烯與云南省優(yōu)越的生物制藥資源相結合，在抗菌性和中藥方面正在開展研究，如功能化石墨烯對多種致病菌的抗菌性產(chǎn)品，與中藥應用結合方面開展石墨烯在云南本土珍貴中藥材的應用研究。在圍繞大健康的石墨烯應用方面，目前云南大學正在將生物及遺傳學科的專業(yè)性與石墨烯相結合，可以開展藥物靶送輸運、熒光標記、骨質(zhì)增生等方向的研究。

二、云南省石墨烯產(chǎn)業(yè)存在的主要問題

（一）關鍵技術研究嚴重不足，技術人才和平臺匱乏

云南省在石墨烯產(chǎn)業(yè)上的研究力度和進度目前在全國還處于落后狀況。材料、電子、能源、生物醫(yī)藥領域的基礎研究雖有一定進展，但數(shù)量上遠遠不夠。云南省石墨烯相關技術專利申請數(shù)不足全國的1%，相關的基礎研究還處于全國比較落后的水平，石墨烯產(chǎn)業(yè)化所需的關鍵技術研究嚴重不足，不能滿足從研究或待產(chǎn)業(yè)化走向技術成熟投入市場的實際需求，難于有效支撐產(chǎn)業(yè)化。

石墨烯產(chǎn)業(yè)缺乏相關技術創(chuàng)新平臺和專業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，骨干企業(yè)尚未育成，領軍人才、專業(yè)團隊不多，由于缺乏育才、引才、用才機制，加之與發(fā)達地區(qū)之間的人才交流與合作均不足，相關高層次人才的培養(yǎng)和引進難度較大，嚴重制約了云南省石墨烯產(chǎn)業(yè)的壯大和快速持續(xù)發(fā)展。

（二）技術研究方向較為發(fā)散，產(chǎn)業(yè)技術尚處于實驗室階段

盡管云南省的一些高校和科研院所從2005年就開始了石墨烯的研究，在部分點位上也取得了世界領先的科研成果，但尚未形成合力，存在“單兵作戰(zhàn)”的缺點，并且相關企業(yè)也未進行石墨烯的相關產(chǎn)業(yè)應用研究，重視不夠，“料材器用”的完整創(chuàng)新鏈條尚未形成。

目前，云南省的高校和科研院所的相關研究大多停留在了石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實驗室階段，并沒有進行大規(guī)模的轉(zhuǎn)化與生產(chǎn)。從云南省已有的轉(zhuǎn)移技術來看，大面積、高效率、高產(chǎn)出均勻單層和少層石墨烯膜依舊是挑戰(zhàn)。另一方面，石墨烯的制備一定程度對環(huán)境會產(chǎn)生影響，有造成生態(tài)破壞的威脅，再加上石墨烯企業(yè)在環(huán)保技術上的缺失，技術轉(zhuǎn)移會帶來各種污染問題的產(chǎn)生，這一定程度上也影響了石墨烯產(chǎn)業(yè)化的進程。

三、推進云南省石墨烯發(fā)展的對策建議

（一）緊跟發(fā)展趨勢熱點，高度重視石墨烯技術

石墨烯材料廣闊的應用前景在全球科技界和工業(yè)界被認為是一種未來革命性的材料，尤其對促進云南省新材料產(chǎn)業(yè)向產(chǎn)業(yè)高端的“突破性”發(fā)展具有深遠影響。對石墨烯的發(fā)展引起足夠重視，一是要重視石墨烯相關技術的技術儲備與人才儲備;二是要重視石墨烯產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)儲備。緊跟石墨烯發(fā)展趨勢熱點，在國家發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與變革上做到“不掉隊”，為即將到來的新一輪產(chǎn)業(yè)升級和科技革命做好準備。

（二）利用特色資源優(yōu)勢，形成特色技術支撐體系

利用云南省水電、生物醫(yī)藥等特色資源優(yōu)勢，圍繞“料、村、器、用”等環(huán)節(jié)，形成較具特色的產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術支撐體系，支撐“綠色能源”、“綠色食品”、“健康生活目的地”“三張牌”打造。一是利用水電優(yōu)勢，發(fā)展石墨產(chǎn)業(yè)。在產(chǎn)業(yè)的上游，即石墨制備方面，具有較大的市場前景，且石墨的制備需要用到大量的電來生產(chǎn)制備石墨。云南省可充分利用豐富的水電資源優(yōu)勢來發(fā)展“水電+石墨”，形成石墨生產(chǎn)技術體系發(fā)展石墨產(chǎn)業(yè)，從而有效規(guī)避國家對于載能產(chǎn)業(yè)項目的政策壁壘，形成較具成本優(yōu)勢的石墨生產(chǎn)體系;二是開發(fā)應用推廣抗重金屬污染技術，有效支撐打造“綠色食品牌”。利用石墨烯能夠吸附重金屬離子等技術特性，大量推廣在“三七”等種植中抗重金屬污染問題，通過技術攻關突破與大面積推廣應用有效解決土壤重金屬污染種植的技術難題，為無公害農(nóng)作物的種植提供技術保障，從而有效支撐“綠色食品牌”的打造;三是結合云南省豐富的生物藥材資源優(yōu)勢，開發(fā)具備抗菌功能的保健產(chǎn)品。利用石墨烯的抗菌性等技術特性，將石墨烯技術應用到藥品保健品開發(fā)中，開發(fā)具備抗菌功能的保健產(chǎn)品，如：“不會發(fā)炎的創(chuàng)可貼”生產(chǎn)。

（三）引進企業(yè)和機構，帶動相關產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

圍繞“綠色能源牌”中新能源汽車產(chǎn)業(yè)，通過多種形式，結合云南省現(xiàn)有基礎，積極引進國內(nèi)外石墨烯知名研發(fā)機構和企業(yè)新能源汽車動力電池生產(chǎn)企業(yè)在云南省落地，通過石墨烯電池的配套應用，以加快技術的轉(zhuǎn)移、引進、成果轉(zhuǎn)化，盡快形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，帶動石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。與此同時，加強對外交流與合作，大力引進高層次人才團隊。加強與國內(nèi)外的行業(yè)交流，拓寬溝通渠道，加大云南省石墨烯技術研發(fā)亟需的高層次技術人才和團隊的引進力度;同時，依托地方高校，加大對石墨烯產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新人才、工程化開發(fā)人才的培養(yǎng)力度，滿足石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才需求。

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