11月8日,2016中國國際石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨中關(guān)村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立大會在北京豐臺科技園剛剛結(jié)束,11月9日,國內(nèi)石墨烯行業(yè)的知名企業(yè)碳谷科技在江陰投資建設(shè)量產(chǎn)基地,五年后有望實現(xiàn)年產(chǎn)萬噸石墨烯的能力,帶動形成千億級規(guī)模的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)集群。
這足見石墨烯在國內(nèi)依舊如火如荼,但其火爆的背后引發(fā)的思考讓人回味無窮。
石墨烯概念模糊,缺乏國家標準。隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)被國家納入戰(zhàn)略布局,一些企業(yè)和機構(gòu)跟風炒作,其噱頭意義遠大于實用價值。比如將石墨烯粉體單層和多層混為一談,將厚度遠遠超過10個原子層的石墨烯微片或石墨烯納米片也稱為石墨烯。目前國內(nèi)很多企業(yè)宣稱產(chǎn)能可以做100噸、500噸甚至上千噸,但其產(chǎn)品并不是真正的石墨烯。
目前,雖然國家給予了石墨烯產(chǎn)業(yè)大規(guī)模的政策支持,《中國制造2025》將石墨烯材料列為前沿新材料的四大重點之一,“十三五”新能源汽車重點專項,也將石墨烯等新材料列為重點發(fā)展領(lǐng)域,但至今卻還沒有制定出臺石墨烯產(chǎn)品標準,造成生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品差次不齊,下游企業(yè)想用又不敢輕易用。概念模糊、缺乏標準、研發(fā)起點低、產(chǎn)品同質(zhì)化等因素已經(jīng)成為制約石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。如果商業(yè)領(lǐng)域一味夸大其神奇之處,可能會導(dǎo)致石墨烯產(chǎn)業(yè)變成泡沫,一旦破裂,那么也許技術(shù)和工業(yè)的進展也無法拯救它。
石墨烯工藝技術(shù)之難,缺少核心關(guān)鍵技術(shù)。石墨烯是由碳原子組成的只有一層原子層厚度的二維晶體,作為唯一的二維碳材料,也或許由于這種獨特的結(jié)構(gòu)帶來的優(yōu)異性能,從某種程度而言成為了石墨烯材料工業(yè)化生產(chǎn)的制約因素。目前制備石墨烯的方法主要包括機械剪切剝離技術(shù)、氧化還原法、化學(xué)氣相沉積法、超聲剝離法等。機械剪切剝離技術(shù)不易控制產(chǎn)物尺寸,無法可靠地制備出長度足夠的石墨烯;化學(xué)方法只能制備多層的石墨堆積,產(chǎn)品質(zhì)量無法得到保障;化學(xué)氣相沉積制備石墨烯薄膜成本高,成品率低,難以進行批量化生產(chǎn)。
目前國內(nèi)還沒有能夠?qū)崿F(xiàn)石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)或研究機構(gòu),多數(shù)企業(yè)只能小量生產(chǎn)石墨烯,所使用的生產(chǎn)技術(shù)多為氧化還原法。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的石墨烯主要有兩種形態(tài),石墨烯薄膜和石墨烯粉體。在石墨烯晶體管、柔性透明電極、觸摸面板等高端領(lǐng)域缺少核心技術(shù)。
石墨烯科研與應(yīng)用脫節(jié),缺少下游應(yīng)用領(lǐng)域。石墨烯產(chǎn)業(yè)化一直是關(guān)注的熱點話題,因為實驗室結(jié)果不等于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。根據(jù)中華人民共和國知識產(chǎn)權(quán)局、Wind數(shù)據(jù)庫公布數(shù)據(jù),2015年中國專利申請數(shù)量達7925個,居全球第一。而從專利布局來看,企業(yè)和學(xué)校總占比達80%以上,公司占比低于學(xué)校,產(chǎn)業(yè)化進程提速有限。就目前的現(xiàn)狀,國內(nèi)還沒有一個領(lǐng)域可以實現(xiàn)石墨烯的規(guī)模化應(yīng)用。
目前,雖然我國在石墨烯領(lǐng)域取得了豐碩的科研成果,但缺乏高精尖的原始科研成果,重大創(chuàng)新較少,而且研究成果主要集中在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究領(lǐng)域相對薄弱。出現(xiàn)了“材料好、用不好”等問題,導(dǎo)致石墨烯材料難以發(fā)揮其優(yōu)越性。
言而總之,加快推進石墨烯關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用,或許是當前亟需解決的問題。如果說,關(guān)鍵工藝技術(shù)不解決,下游應(yīng)用問題解決不了,5到8年內(nèi)就會有大批企業(yè)倒下。
作者:李波濤
作者:粉體圈
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