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石墨烯,从概念到产业

作者:千帆(责任编辑)来源:工人日报  中国青年网网址:http://news.youth.cn

  第十五届中国·海峡项目成果交易会日前在福州开幕,以“新烯望、新产业、新动能”为主题的石墨烯主题馆是本届项目成果交易会的中心展馆,汇聚了福建省有关石墨烯的几乎所有科研院所和企业,各家竞相亮出融合这一新材料的拳头产品,很是吸引眼球。

  与此同时,第一届福建省石墨烯高峰论坛也在此期间举行,如何更好、更快地推进这一概念产业化成为主要话题。“黑金”“新材料之王”“21世纪的颠覆性新材料”……自发现之日起,石墨烯便吸引了无数科学家与投资者的目光,披上层层光环。这种单层碳原子组成的二维材料是迄今为止世界上已知材料中最薄、强度最大的,具有极好的导电性、导热性和透光性。石墨烯的制备和应用领域日益受到科学界、政府乃至社会公众的广泛关注,有科学家甚至预言它将“彻底改变21世纪”。如今,这一被称为“黑金”的二维碳材料正从实验室稳步迈向产业化。


  新材料进入百姓家


  石墨烯LED路灯、服装、储能电池、传感器……在石墨烯主题馆中,记者发现“神奇材料”正从实验室走进百姓生活。

  晋江的兴业皮革与四川大学教授范浩军合作研发出基于石墨烯的高物性牛鞋面革,利用石墨烯的高物性增强皮革耐磨性,属国内外首创。“目前项目还处于小试阶段,未来很有可能投入量产。”兴业皮革运营副总裁孙辉永说。而位于杭州的高烯科技则依托浙江大学高分子科学研究所,将高品质单层氧化石墨烯与己内酰胺进行原位聚合,生产出高强度、韧性好、断裂伸长率高、加工性能优越的复合材料。这种材料在纺织服装行业有很广泛的应用前景。目前福建省一些纺织服装企业已经引进这一技术。

  厦门烯成公司带来的“石墨烯净化宝”也引起大家的关注,该产品利用石墨烯具有较大的比表面积的特性,可吸附家居及办公场所的甲醛等有害物质。该公司去年四季度推出这一产品以来,销售额已经超过1000万元。成立于2010年的厦门凯纳是国内首家石墨烯企业,其利用机械玻璃法率先在国内推出1~3层的石墨烯粉体,且实现了量产,能满足众多行业对石墨烯原料的需求。如今,企业正向下游应用端的导电材料、轮胎橡胶、防腐蚀涂层等领域挺进。

  根据福建省发改委的调研报告,目前该省已累计申报和拥有石墨烯制备、石墨烯改性材料、石墨烯传感器、石墨烯电极等方面的发明专利77项。“这几年,在一系列产业发展规划和政策的推动下,依托科研机构和院所,福建的石墨烯产业发展迅速,形成了一批在业内有一定知名度的企业,尤其是石墨烯浆料、粉体的制备技术处于先进水平。”福建省石墨烯办有关负责人表示。


  政策利好下产业发展迅速


  据了解,福建省已经制定出了2017年~2025年期间的石墨烯产业发展规划。将“材料制备、复合材料领域、电子信息领域、能源领域、热管领域、环保健康领域、配套产业”等作为七大重点方向。

  我国在石墨烯领域的研究起步较发达国家晚,不过,频繁政策利好下,国内石墨烯兴起研发热潮,文献发表量和专利数量已居全球首位。产业规模上,我国形成了以江苏省为中心,宁波、青岛、重庆、德阳、河北、北京等地活跃分散发展的格局。产业链中,下游公司居多。目前,我国石墨烯产业已经有超过50家的制备及相关应用开发企业,市场竞争也主要集中在石墨烯规模化制备技术以及与下游商业化应用对接两方面。

  据工业和信息化部赛迪研究院原材料工业研究所所长肖劲松介绍,预计2021年~2035年,石墨烯产业将步入成熟阶段,届时将能发挥石墨烯独特优势的高端器件及产品产业化,如石墨烯太赫兹检测器、生物传感器、海水淡化滤膜、激光发射器、集成电路等。

  不过,作为新兴行业,石墨烯产业化过程汇总仍有诸多不足之处。石墨烯产业链还极为薄弱,没有形成完整的、成熟的产业链上下游,石墨烯研发制备企业和下游应用企业脱节是主要特点。此外,由于下游需求未起,大部分石墨烯企业目前仍无法找到稳定的商业模式和盈利模式。


  遵循发展规律


  石墨烯工业是一个典型的“技术+本钱密集型产业”,需要大量的资金,以供技术研制和市场拓展。

  中国科学院院士、厦门大学石墨烯工程与产业研究院院长田中群指出,一些媒体或者某些相关企业存在炒作嫌疑,有一些上市公司甚至利用石墨烯来作为他们圈钱的途径,导致石墨烯被炒作得有点过热。作为新材料,石墨烯的应用也必须遵循“料材器用”的科学发展规律。

  田中群建议,要立足“原点”,即扎扎实实做好基础研究,针对各类目标产品,对石墨烯原料分别进行相应和系统的改良;形成“特点”,即瞄准“河对岸”高新产业群,选择其中具有产业和市场优势的龙头企业,与它们联手打造优势产品;要冲击“高点”,即明确目标,通过协同创新形成竞争优势后,全力占领有关产业发展的战略制高点。同时,政府扮演的角色不容忽视。选定若干有望形成高新产业集群的科技成果,作为重点扶持发展对象;着力于高端人才的引进。

  据悉,针对当前石墨烯产业上下游“脱节”的问题,福建省各地在推动石墨烯产业链上下游衔接方面已经开始了有益尝试。

  福建省发改委将专项突出石墨烯技术研发和产业发展重点领域,主要支持高校、科研院所和企业立足石墨烯科研成果,开展产业技术研发或新产品开发项目;支持具有核心竞争力、产业带动作用强的石墨烯产业化重大项目。晋江市通过政府主导设立、专业公司运营的方式成立石墨烯产业技术研究院,让石墨烯与当地传统产业有效结合。




文章分类: 行业新闻
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