石墨烯：“放長線”才能“釣大魚”

文/吳璟 董世梅 朱雪黎

石墨烯：“放長線”才能“釣大魚”

文/吳璟 董世梅 朱雪黎

有一種新材料，能開發出一種新的電池，可把數小時的充電時間壓縮至短短一分鐘。這種新材料就是石墨烯。

石墨烯，是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”，極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業革命。

在四川，全省探明石墨礦有8000萬噸，占全國的40%。豐厚的資源，美好的前景，是否是四川石墨烯產業的真實寫照?

各路資本的看好讓學界多年的孤獨攻堅變得不再冷清

2016年3月29日，中國科學院成都有機化學研究所。“他下午又要來了。”瞿美臻滿臉無奈。瞿美臻是研究所催化技術研究發展中心主任，口中的他，是成都某科技股份有限公司董事長。兩人近期頻頻見面，是因為對方看中了瞿美臻手上的“寶貝”——石墨烯。

2009年，瞿美臻所在的團隊開始石墨烯制備的研發。2011年，實驗室成功制備石墨烯。如今，僅實驗室設備每天就能產出幾百公斤的石墨烯納米片，以及1公斤的單層石墨烯粉末。10噸/年的石墨烯導電粉體中試生產線已經開建，計劃6月底試生產。“真正的工業化生產即將實現。”瞿美臻說，這也是企業頻繁找他的重要原因，“想合作，想投錢給我們。”瞿美臻數了數，短短一個月時間，慕名而來求合作的投資企業已有七八家，其中不乏知名上市公司。

歷經多年的孤獨攻堅，如今，瞿美臻似乎一夜之間感受到了石墨烯的“躁動”。

2016年3月3日下午，四川省石墨烯產業技術創新聯盟在德陽市成立，聯盟理事長是一直從事石墨烯生產與開發的德陽烯碳科技有限公司董事長郭安賢。德陽烯碳科技2012年就建成了1.5噸石墨烯粉體及漿料中試生產線，4月，年產30噸石墨烯粉體制備生產線也將試運行。

當天，10多家企業到場，與石墨烯相關的信息也在這里匯集：德陽設立首只石墨烯產業基金，遂寧在開發石墨烯導電漿料，攀枝花加快籌建石墨烯工程技術研究中心，巴中的石墨資源將加速開采……不少企業家甚至知道，四川省已經將加快編制石墨烯產業發展規劃列進了政府的重要工作事項。“新材料往往會帶來革命性的變化，石墨烯的優越性能，使產業界迅速嗅到了其在電子、航天軍工、生物、新能源、半導體等領域可能的應用潛力。”做此判斷的是國家“青年千人計劃”專家李雪松——全球首個發明大面積制備石墨烯薄膜的科學家，2015年7月，他從美國歸來，赴電子科技大學任教。他介紹，有相關文獻明確，在塑料里摻入百分之一的石墨烯，能使塑料具備良好的導電性;加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗熱性提高30攝氏度。“四川的石墨資源儲量非常豐富，有很好的石墨烯產業發展基礎。”這樣的話語在政府、企業、專家口中頻頻傳出。巴中、攀枝花等地有豐富的石墨資源，全省探明石墨礦8000萬噸，占全國的40%。大力發展前景看好的石墨烯產業，也在情理之中。

行業標準缺失，成本居高不下下游產業鏈尚未形成

“10多年來，這個礦反反復復開工停工，不知道這盤能不能搞成?”近日，巴中南江縣，坪河10萬噸/年高碳石墨采選工程開工了，圍著看熱鬧的人群中，有村民這樣說。

早在2000年，南江縣坪河石墨礦獲得了采礦許可證，并少量開采。但石墨礦如何加工運用，卻讓山里的人無所適從。其間，因低碳石墨產品結構單一、技術含量低等，礦上的開采反復過多次。

如今，石墨烯產業熱了起來，巴中決定再次啟動石墨開采。這一次，當地不僅成立了石墨產業發展推進領導小組，還制定《巴中市石墨產業發展規劃》，以發展高新石墨產業為目標，劍指石墨烯。

但是，新材料產業化之路，不會這么容易。

瞿美臻所在的催化技術研究發展中心，目前出售的石墨烯制品總量，只能用“克”計量，且購買者也多為相關研究機構人員。

同樣的尷尬，郭安賢也曾經歷。雖然德陽烯碳科技發展了部分企業客戶，但2015年一年的銷售總量也只有十幾千克。

這是四川石墨烯產業，也是整個行業面臨的困局——石墨烯下游產業鏈尚未形成，目前還處于前期專利布局期，石墨烯產量、質量及成本問題并未獲得下游應用市場的普遍認可。

2015年12月，德陽首次舉行石墨烯產業發展推介會，國內70余家相關企業的負責人成為座上賓。為讓更多下游企業了解并認可石墨烯，德陽烯碳科技送出了100多份總計價值5000萬元的高品質石墨烯粉體、漿料。“我們最大的希望就是，能有下游企業和我們一起開發應用產品。”郭安賢介紹，企業正在全力開發石墨烯導電油墨、石墨烯復合導熱墊、石墨烯防腐涂料等多個下游產品，希望有下游企業參與，一方面是降低下游產品開發成本，另一方面也希望石墨烯被更多人了解。

但讓郭安賢失望的是，如此不計成本的贈送之后，回收到的反饋意見只有20份左右。從反饋數據來看，應用石墨烯后，能讓下游產品性能有不同程度的提升，但“少有企業提出大量采購”。

這是為何?“企業是要算賬的。”李雪松介紹，市場上，1克石墨烯，售價最低要幾百元，最高幾千元。若企業在產品中使用石墨烯，成本提高幾百倍，但產品性能卻不可能同比提升，“可能提升20%，也可能只提升30%，但絕對比不上成本提升的倍數”。

降低市場售價也是困難重重。“雖然我們有石墨烯制備專利技術，但其獨特的工藝決定其生產成本不可能在短期內大幅度下降。”郭安賢說，這需要再次進行技術攻關。

推廣難，還在于石墨烯產業沒有相應的行業標準。什么是石墨烯產品，沒有定論;石墨烯材料如何分類、有哪些術語，也沒有相應標準。“有涂料企業想和我們合作，但問題是，石墨烯防腐涂料產品的標準是什么?標準都沒有，企業怎么敢大量采購石墨烯來生產新產品?”郭安賢坦言。

“有人說石墨烯制備量很少，有人卻可以年產10噸，這就是行業標準缺失造成的混亂。”李雪松感慨，最怕的就是魚目混珠，擾亂產業發展。

有石墨資源不完全等同于有石墨烯產業優勢

“感謝你，但我們真不著急擴大規模。”面對數次來訪的投資者，瞿美臻委婉地拒絕了。

把送上門的錢往外推，瞿美臻絲毫不覺得可惜。他心里一直在敲警鐘：“石墨烯是新興材料，但在我國已有過度炒作概念的跡象。真正的應用市場起不來，盲目跟風最終可能一敗涂地。”“可惜的是，現在全球還沒有真正的成熟產品出現。”這也是李雪松的關注點。在他看來，石墨烯的成長需要時間，企業和政府都需要耐心。李雪松甚至用硅材料的應用歷程來闡釋，“硅從發現到應用，花了60多年的時間，隨著科技進步，石墨烯的大規模應用時間可能變短，但是總有一定周期。”

等待的時間里，四川還有很多功課要做。

國內最早研究石墨烯的專家之一，中科院院士、清華大學原子分子納米科學研究中心主任李家明給出建議：“石墨烯是全球性的大產業，從起步開始就必須要有大格局、大視野，不能偏居一隅，更不能閉門造車。”

李家明表示，在已經成立的產業技術創新聯盟基礎上，四川需建頂尖的“參謀部”，“邀請包括兩院化工、化纖等領域的院士和國內一流專家來碰撞，請他們出主意，集思廣益，把下游方向想得更清楚。同時，要千方百計把產品成本降下來。企業應用后真正有利可圖，自然會加大應用，這是市場選擇，而不是簡單靠宣傳。”

石墨資源也不完全等同于石墨烯產業優勢。“石墨烯產業是技術密集型產業，而非資源密集型。”李雪松認為，雖然四川有大量的石墨資源儲備，但從全國來看，四川對石墨烯的研究和應用起步較晚，落后于重慶和江蘇等地。

當然，從豐富的資源儲備上找出路并不是沒有選擇。

李雪松看中了四川電子信息產業的雄厚根基，致力于紅外探測器的應用。在他看來，石墨烯在紅外探測器中的應用不易被市場復制，正是四川發展石墨烯產業的“蹊徑”。

不過當下橫亙在科研方面的難題，除了制備技術本身，更缺乏高端制造業支撐。回國后，李雪松就開始購置石墨烯薄膜的制備設備，但是制造業水平確實需要大幅提升，一根直徑6.35毫米的不銹鋼鋼管誤差甚至大到肉眼就能看出，“我們要開發出真正自己掌握的核心技術，制造業這個基礎必須強大。”李雪松坦言。

所以，從某種意義上來說，石墨烯產業的發展需要“放長線”，才能“釣大魚”。