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石墨烯

 小河边的幸福 2017-02-27

中科院院士刘忠范:石墨烯不能搞大炼钢铁式“大跃进”

20170130

2010年石墨烯的制备者获诺贝尔奖起,石墨烯在产业界的“热度”就一发不可收拾。因具有优良的光、电、力学等性能,石墨烯被称为“新材料之王”、“超级材料”等。

国外做石墨烯的很多是大型企业,而中国基本上都是一些小型的初创企业。石墨烯产业的发展要有国家意志,国内的大企业尤其是央企要有战略布局。实际上,石墨烯材料才刚刚走出实验室,至多处于产业化初期,远非成熟,更不是遍地黄金,而是遍地陷阱。根据高德纳公司的技术成熟度曲线分析,石墨烯新材料应该处于泡沫顶峰期,承载了人们过度的期待。接下来将是所谓的死亡谷,因为从基础研究到成熟的技术,再到产业需要漫长的时间,不可能一蹴而就。从2004年的第一篇石墨烯热点文章至今,满打满算才十二年多一点,不能期待太高。

任何一个新材料或新技术产业发展都没有那么简单,碳纤维就是一个很好的例子。早在20世纪60年代初,日本人就提出了工业化制备碳纤维的方法。到上世纪七十年代初,日本东丽公司才真正开始小规模的工业化生产,每月一吨左右而已。当时的碳纤维档次很低,只能做钓鱼竿。到2003年为止,东丽公司投入了1400多亿日元,一直在做亏本生意。直到波音公司把他们的碳纤维用到新一代大飞机上,转机才出现。要知道,这个时候的碳纤维已经不可同日而语,档次有了大幅度提升。从1971年到2003年,东丽公司坚持了32年,这就是工匠精神。假如没有东丽公司的坚持,很难说碳纤维产业多大,至少不会发展的这样迅速。所以说,一种材料是否能够催生一个产业,常常需要核心人物或核心企业在推,而不是群众运动式的淘金,因为在真正成为成熟的产业之前,还无金可淘。我们常常擅长于复制成熟的技术,而不是开发新技术,表现为过于浮躁和功利。碳纤维材料形成今天的产业走过了近半个世纪的旅程。石墨烯材料满打满算才十二年。不能说石墨烯产业一定需要半个世纪,但是十二年是绝对不可能的。

哪一种最有可能是石墨烯的发展方向呢?

个人觉得石墨烯作为热管理材料很有前途,相对来说也比较简单,作为散热材料和发热材料是一个很现实的方向;其次是石墨烯力学性能的应用,作为复合材料的重要组成部分,用作轻质高强材料;第三个前景是其优良的电学特性的应用,抗静电、触摸屏、甚至未来的集成电路材料等,尤其在柔性器件、智能穿戴器件领域将有着广阔的应用前景。

国外也在做,而且很多有实力的大企业参与其中,并起着主导作用,例如韩国三星公司从本世纪初就开始布局,拥有近500个石墨烯核心专利。我注意到,在国外特别现实的石墨烯产品反而宣传的很少,而宣传报道的大多属于未来型技术。这一点与我们差别很大,我们很少做未来的布局,而满足于炒作现在的石墨烯商品。显然,面向未来的东西都是在探索杀手锏级的用途,一旦突破就将是颠覆性的。另外,还有专利保护的问题。虽然目前中国的石墨烯专利占全球第一,但真正的核心专利究竟占多少是个大大的问号,值得大家重视。

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