石墨烯产业化：应用之困待解

石墨烯从2004年发现至今，其产业化实现了快速发展，但仍处于初步发展阶段，关键在于石墨烯整个产业链到目前为止仍未实现疏通和整合。

本报记者 梁文艳报道

为科学引导与促进我国石墨烯产业健康有序发展，近日，全国纳米技术标准化技术委员会传出消息称，制定国家标准工作已启动。

据记者了解，被誉为“万能科技材料”的石墨烯因其在航天军工、新能源等多个领域有着广泛的应用，但是由于其标准不一、市场“鱼龙混杂”也一直制约着石墨烯产业链的完善。

据悉，此次国家标准制定主要是对去年已批准立项的《石墨烯材料的名词术语与定义》等4项国家标准项目进行讨论，对石墨烯核心术语、材料定义、制备方法等方面进行界定。

潜力巨大

2014年，石墨烯国内市场规模高达233.2亿元。

资料显示，石墨烯在化学传感器、生物传感器和生物界面，GRM和半导体集成，面向射频应用的无源组件，硅光子学的集成，高频电子学，光电子学，传感器和柔性电子学等领域均有应用。石墨烯一旦产业化应用技术突破，市场需求将是巨大的。

石墨烯在诸多领域应用较为广泛，其前景广阔这也是毋庸置疑的。据了解，新材料产业作为战略性新兴产业的重点之一，也是未来高新技术产业发展的基石和先导，是我国成为世界制造业强国的重要基础。石墨烯作为先进碳材料，它是当今发现的世界上最优质的材料。

而石墨烯具有超薄、超轻、超高强度、超强导电性、优异的室温导热和透光性，几乎完全透明，结构稳定，应用非常广泛，发展前景巨大，是推动战略高技术发展的关键材料。

博隆咨询分析师朱翔在接受《中国产经新闻》记者采访时表示，石墨烯具有无限广阔的应用前景，虽然现在还是潜在阶段，普遍应用与产业化还没有打开局面，但是从科学预测的角度来看，已经成为不可忽视的重点领域。她向记者举例，石墨烯可替代和解决传统锂电池充电速度慢、蓄电能力差、寿命短、污染等弊端，可解决电动汽车发展的关键难题，使新能源电动汽车蓬勃发展。

再比如可以替代硅，制造未来新一代超级计算机；替代ITO透明导电薄膜，应用于触摸屏、柔性显示、太阳能电池等电子工业领域；还可应用于海水淡化、可降解塑料、散热膜、防腐涂层、生物材料、复合材料、平板电脑、手表日历、移动电话、光电探测器、石墨烯纸、石墨烯布以及航天军工、超轻防弹衣、超薄超轻飞机、超薄折叠手机、甚至有想象力的天空电梯等。

“石墨烯创造的需求，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。从全球发展趋势来看，谁都不愿意丧失石墨烯发展带来的重大机遇。”朱翔表示。

有资料显示，我国已经走在了石墨烯产业化的前列，涌现出了一大批石墨烯相关企业，产业方向集中在石墨烯的制备以及储能、触摸屏和涂层等几个应用领域。目前我国是石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一。

据悉，我国已探明的天然石墨储量约5500万吨，占了全国总量42%，居世界首位。因此，我国在对石墨烯的研制上有着天然的优势，加之国内公司不断的改革创新，中国在石墨烯研究领域申请的专利项占全球总数的50%以上。

另据已发布的数据显示，在所有国家中，中国申请的石墨烯专利数量最多，已超过2200项，占全世界的1/3。

2012年，工信部印发的《新材料产业“十二五”规划》对石墨烯行业的发展奠定了坚实的政策基础。2013年工信部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中的前沿新材料中就包含石墨烯。

中商产业研究院行业分析师方复亮在接受《中国产经新闻》记者采访时介绍，国家自然科学基金委资助了大量有关石墨烯的基础研究项目，国家科技重大专项、国家973计划也部署了一批重大项目。

记者了解到，在国家顶层布局的同时，国内各省也都积极地对石墨烯研究和产业化应用进行布局。我国石墨烯产业基本形成以江苏省为聚合区，其他多地碎片化存在的产业格局。

问题亟待攻克

石墨烯行业在纷纷布局的同时，有业内人士认为，目前我国的石墨烯在高速发展的同时，存在着不可忽视的问题。

深圳市思格洛投资发展有限公司总经理罗高瞻在接受《中国产经新闻》记者采访时表示，石墨烯在我国主要靠大学等科研单位推进，重科研轻应用，可能导致石墨烯与未来市场需求脱节。

记者在采访中也了解到，目前我国企业力量较小，企业通常重视短期发展胜于长期发展，对研发的投入也不够。

罗高瞻指出，政府应该对重大高新技术项目给与更优惠的政策，激发企业推动科技创新的动力。同时，企业应该与高校等科研机构合作，共同推动技术发展，共同享受技术进步的成果。

清华大学深圳研究生院院长、碳材料专家康飞宇曾在公开表示，我国虽然在石墨烯论文发表量上位居全球首位，但不少科研院所并不知道产业界到底要什么，科研和应用脱节问题突出。

资料显示，石墨烯从2004年发现至今，其产业化实现了快速发展，但仍处于初步发展阶段，关键在于石墨烯整个产业链到目前为止仍未实现疏通和整合。其中在发展过程中主要存在石墨烯制法、转移技术、打通下游应用等，要真正实现石墨烯的产业化，必须在这些方面取得进一步的突破。

通过业内观察者以及相关资料中不难发现，目前石墨烯制法尚不成熟，多数制法研究仍处于实验室阶段。

方复亮对记者表示，“石墨烯薄膜从生产基底转移到产品基底技术难度较高，成本较大。下游应用领域细分不明确，需求潜力仍需开发，石墨烯替代已成熟标准化的产品面临着困难与挑战。”

朱翔坦言，自2004年石墨烯被发现以来，就一直面临如何解决大面积、高质量石墨烯制备和快速高效转移两大关键问题。在显示领域，要实现在金属表面上催化生长石墨烯，再转移到适合的基底上，以广泛应用于电阻触摸屏的技术工艺是十分困难复杂的。

朱翔指出，其实对于国外发达国家来说，石墨烯产业主要处于拓展应用领域的研究阶段，石墨烯目前还不是一种需求量很大的必需性原料。但是，国外对石墨烯产业非常重视，各大企业争相在未来大规模应用前布局专利核心技术。