发展石墨烯,不能跟风、赶集
发布时间:2018-03-14 报送来源:科Way

习近平总书记多次指出,调查研究是谋事之基、成事之道,没有调查研究就没有发言权,没有调查研究就没有决策权,要求全党大兴调查研究之风。
    作为上海的改革开放高地,浦东科经委时刻不忘自贸试验区承载区和科创中心建设主战场的历史责任感,走到浦东的产业发展的最前沿、科技创新的第一线,以大调研的方式来认真聆听产业界与科技界发出的最真实的声音。作为产业主管部门,浦东科经委将总结梳理、深度挖掘出产业发展、科技创新的深层次需求与矛盾,进而从顶层设计开始,整合各方资源,形成一整套攻坚克难的系统解决方案,由此为浦东经济与科技的新一轮发展绘制全新蓝图、给浦东进一步改革开放注入全新动力。
    推动时代变革的新兴材料
    石墨烯是一种超薄的二维碳薄膜材料,厚度只有0.35nm,从结构上看,呈正六角型蜂巢状。石墨烯并不“神秘”,将常见的石墨剥离到单层、只有一个碳原子厚度时,所得到的就是石墨烯。


    但石墨烯是一种理想的“神奇材料”,集众多材料的最优品质于一身。2010年诺贝尔物理学奖授予了石墨烯的发现者。石墨烯独特的二维结构、紧密的原子排列,使它集电学、力学、化学、光学等众多优异的性能于一身,理想的单层石墨烯的导电性能超过硅的100倍,是所有材料学家梦寐以求的材料。石墨烯在能源、电子信息、散热管理、复合材料、生物医药等领域具有广泛的用途,如超级电容器、超级锂电池、新一代电脑芯片、触摸屏、新型复合材料,甚至可用于药物载体等。
    因此,市场主体投入石墨烯行业的热情高涨。仅2016年一年全国新增注册从事石墨烯相关的企业数量就达到704家。
    国家层面,石墨烯已提升到国家战略。《中国制造 2025》明确了石墨烯发展目标,到 2025 年突破石墨烯在电子信息领域应用的技术瓶颈,整体产业规模突破千亿。基础研究和产业规模在国际上初具影响力。
    规模化应用存在瓶颈
    石墨烯正处于概念向产业化突破的前期。石墨烯自诞生之日起就受到各方追捧,而事实上,石墨烯产业目前还处在以研究为主的阶段,产品大都处在实验室阶段,产业化进程相对较慢,滞后于媒体、资本市场的宣传炒作。
    石墨烯大规模应用存在三大瓶颈。
    1、技术问题
    包括制备、分散、应用和环保等关键技术都没有获得实质性突破。虽然目前石墨烯制备技术已有20多种,但规模化、低成本、高品质的石墨烯制备技术尚未突破。
    2、市场问题
    虽然目前各种应用产品层出不穷,但是缺乏真正的高品质、高附加值和体现石墨烯优良性能的拳头产品,绝大多数是对传统材料进行改性,但是其性能提升不显著或非必须添加品,甚至很多企业只做出了样品,根本没有形成商品。
    3、成本问题
    目前大多数企业尚处于小批量生产的探索阶段,还不能形成稳定的规模化生产能力,没有资金的回笼;且企业前期的研发投入资金量大、周期长,应用市场没有打开。
    浦东石墨烯优势不显,但具备基础科研环境和应用潜力。
    从基础研发来看,也仅仅是专注石墨粉体添加制作复合材料的低端应用上;从材料制备来看,由于浦东的产业导向和环保因素,目前浦东暂无石墨烯制备企业;从产业应用来看,奥维超级电容正在积极开发以石墨烯为核心材料的新一代超级电容器,硅酸盐所目前正在研发的“石墨烯动力锂电池”项目,第二工业大学于伟团队研究开发的橡胶添加剂、导热塑料等多个项目已经进入中试阶段。


    对浦东而言,石墨烯作为一种重要的基础材料,如果能和浦东诸多特色产业相结合,益处不言而喻。海洋工程领域,石墨烯可以用于海水淡化的过滤材料、海轮的防腐蚀性涂料等;半导体照明领域,石墨烯复合材料有望解决LED照明灯长久以来存在的散热难题;生物医药领域,石墨烯可用于药物投递、肿瘤治疗、生物监测等多个领域;复合材料领域,石墨烯制成的轻便、结实的复合材料,可用于汽车、飞机的塑料零件……
    浦东须理性思考和对待石墨烯的发展,处理好快与慢的问题,冷静对待,避免盲目跟风,真正抓住产业链发展的难点,与其他区域实现错位发展,对症下药,抢占制高点。
    1、坚持全球视野,瞄准产业制高点,构建对标国际标准的产业合作机制。探索建立石墨烯行业的动态监测体系,实时关注全球石墨烯行业的发展动态,梳理全球领先技术资源和团队,结合浦东石墨烯产业的战略布局,在石墨烯薄膜制备及晶体管、传感器、生物医药等高端应用产品方面,不遗余力地引进国际领先机构和团队落户浦东。

2、立足基础科研,强化应用导向,在重点环节领域应用上形成突破。在研发上,结合张江国家实验室和科创中心建设的契机,在石墨烯基础研发高端实验室上做出战略布局。在应用上,要顺应市场趋势从产品导向进行布局,再带动相关的基础研究和生产技术进步,建议分层次政策引导产业发展,比如实验室产品的科技成果转化政策、产品走向企业市场的成本扶持政策、重大应用产品的示范应用政策等,短期内,需要重点关注“石墨烯复合材料”、“石墨烯导热管理”领域的产业化。
    3、坚持市场导向,注重文化氛围营造,构建石墨烯产业发展的学术高地。建议引进国际技术创新论坛。加强与中国石墨烯产业技术创新战略联盟对接,争取国际石墨烯创新论坛在浦东举办。建议定期举办石墨烯大型研讨会,由“上海石墨烯技术研发中心”牵头,定期公布中心最新的研究成果和产业化动态。建议在浦东开展石墨烯试用推广。鼓励在浦东开展具有示范性、导向性的行业应用,如超级电容、超级锂电池等,培植一批先导用户,逐步推广,对示范应用企业给予政策支持,进一步培育市场,拉动产业发展。
    通过本次大调研的走访,调研组在一定程度上揭开了石墨烯的神秘面纱,并认识到,石墨烯杀手锏级别的应用必然诞生于薄膜,相对于发达国家和国际科技巨头战略技术上的冷,目前国内过于泡沫和混杂,需要我们理性对待,沉下心来做好石墨烯制备、薄膜、粉体分散的基础研究,真正在核心环节形成突破,抢占制高点,实现弯道超车。