如何加速石墨烯产业发展之路
发表时间:2017-12-23
作为一种独特的先进碳材料,石墨烯正在掀起一场席卷全球的颠覆性产业革命。但总的来讲,目前石墨烯产业仍处在发展初期,特别是石墨烯整个产业链未实现疏通和整合。石墨烯产业发展之路究竟该怎么走?
外部环境:加速推动产业化
石墨烯是世界上已发现的最薄、强度最高的纳米材料,也是导电性、导热性最出色的材料。在各国政府关注石墨烯产业发展之时,我国也先后推出了促进石墨烯产业化发展的相关规划和政策。
2014年,石墨烯被列为“863”计划纳米材料专项重点支持内容;2015年10月,习近平总书记在访问英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究所时,也提出希望与中国企业展开合作,将科研成果市场化;而在“十三五”科技发展规划中,石墨烯研发及产业化也有望独占一席。国家自然科学基金委对石墨烯基础研究也给予了高度重视,近年来每年都支持数百个与石墨烯相关的研究课题,相关项目累计已达1000多个。
加速手段:国际合作联合创新
虽然国内产业化已经起步,但我们应该清醒地看到,由石墨烯应用引发的产业化革命正处于黎明前的准备期。创新与合作、应用研究与产业化推进将成为划破黑暗的曙光。
近年来,世界石墨烯技术发展呈现突飞猛进的持续升温态势。2013年,欧盟宣布将石墨烯列入未来新兴旗舰技术项目。中国作为石墨资源大国和制造业大国,不但在石墨烯研究方面与国际同步,而且在石墨烯应用方面具有巨大的市场空间,由此成为全球石墨烯行业共同关注的焦点。
中欧双方目前对石墨烯都给予了高度重视,同时也都取得了较大进展。双方在石墨烯领域的研究有竞争,但更多的是互补。欧盟石墨烯旗舰计划共列了13个大方向,虽然基本涵盖了石墨烯的所有领域,但布局更侧重于基础和前沿领域,包括石墨烯在高频电子、传感器、柔性显示等领域的应用。而对于石墨烯在储能电池、触摸显示、散热、复合材料等领域的产业化研究,相对来说目前中国的商业化基础更好,更有优势。因此加强两方的合作与沟通,能够取长补短,并实现资源的更有效配置,加速石墨烯产业的快速健康发展。
加速方向:从应用领域突破瓶颈
石墨烯应用领域十分广泛,未来将在散热材料、锂电材料、储能材料等领域获得应用。但专家指出,目前最有价值的应用应该还是在半导体领域如晶体管、高频元件、传感器等。一旦晶圆级尺寸石墨烯单晶薄膜的规模化制备技术取得突破,石墨烯将有望取代硅成为新一代半导体器件的核心材料,将为电子信息技术带来革命性的变化。但是这对全世界都是一个巨大的难题,可能需要十几年甚至数十年的努力,而且这一领域本身的资金、技术门槛都很高。
目前石墨烯产业最大的瓶颈仍在于下游应用,还没有一个领域可以实现石墨烯的规模化应用。因此,业内人士指出,尽快实现石墨烯在下游的某一两个应用领域的突破是当前石墨烯产业化的关键。
当然,业内对石墨烯的未来仍然持乐观态度。石墨烯的发现者和诺贝尔奖获得者Andre Geim教授在今年的一次讲座中曾提出,预计三五年内,石墨烯会有令人惊奇的应用。从近期报道的消息来看,不少研究成果已经开始触摸到了应用层面,这些研究成果的应用,让消费者对可弯曲的智能手表、可折叠成智能手机的平板电脑、15分钟便充好电且续航能力达500千米的电动车蓄电池等石墨烯革命可能带来的改变,更加充满期待。石墨烯时代将不再遥远。