躁动的石墨烯

有一种新材料，能开发出一种新的电池，可把数小时的充电时间压缩至短短一分钟。这种新材料就是石墨烯。

石墨烯，是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

在四川，全省探明石墨矿有8000万吨，占全国的40%。丰厚的资源，美好的前景，是否是四川石墨烯产业的真实写照？

□本报记者 吴璟 董世梅 朱雪黎

各路资本的看好让学界多年的孤独攻坚变得不再冷清

火起来的石墨烯

3月29日，成都市一环路南二段16号，中国科学院成都有机化学研究所。“他下午又要来了。”瞿美臻满脸无奈。瞿美臻是研究所催化技术研究发展中心主任，口中的他，是成都某科技股份有限公司董事长。两人近期频频见面，是因为对方看中了瞿美臻手上的“宝贝”——石墨烯。

2009年，瞿美臻所在的团队开始石墨烯制备的研发。2011年，实验室成功制备石墨烯。如今，仅实验室设备每天就能产出几百公斤的石墨烯纳米片，以及1公斤的单层石墨烯粉末。10吨/年的石墨烯导电粉体中试生产线已经开建，计划6月底试生产。“真正的工业化生产即将实现。”瞿美臻说，这也是企业频繁找他的重要原因，“想合作，想投钱给我们。”瞿美臻数了数，短短一个月时间，慕名而来求合作的投资企业已有七八家，其中不乏知名上市公司。

历经多年的孤独攻坚，如今，瞿美臻似乎一夜之间感受到了石墨烯的“躁动”。

3月3日下午，四川省石墨烯产业技术创新联盟在德阳市成立，联盟理事长是一直从事石墨烯生产与开发的德阳烯碳科技有限公司董事长郭安贤。德阳烯碳科技2012年就建成了1.5吨石墨烯粉体及浆料中试生产线，4月，年产30吨石墨烯粉体制备生产线也将试运行。

当天，10多家企业到场，与石墨烯相关的信息也在这里汇集：德阳设立首只石墨烯产业基金，遂宁在开发石墨烯导电浆料，攀枝花加快筹建石墨烯工程技术研究中心，巴中的石墨资源将加速开采……不少企业家甚至知道，四川省已经将加快编制石墨烯产业发展规划列进了政府的重要工作事项。“新材料往往会带来革命性的变化，石墨烯的优越性能，使产业界迅速嗅到了其在电子、航天军工、生物、新能源、半导体等领域可能的应用潜力。”做此判断的是国家“青年千人计划”专家李雪松——全球首个发明大面积制备石墨烯薄膜的科学家，去年7月，他从美国归来，赴电子科技大学任教。他告诉记者，有相关文献明确，在塑料里掺入百分之一的石墨烯，能使塑料具备良好的导电性；加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗热性提高30摄氏度。“四川的石墨资源储量非常丰富，有很好的石墨烯产业发展基础。”这样的话语在政府、企业、专家口中频频传出。巴中、攀枝花等地有丰富的石墨资源，全省探明石墨矿8000万吨，占全国的40%。大力发展前景看好的石墨烯产业，也在情理之中。

行业标准缺失，成本居高不下下游产业链尚未形成

断链的石墨烯

“10多年来，这个矿反反复复开工停工，不知道这盘能不能搞成？”近日，巴中南江县，坪河10万吨/年高碳石墨采选工程开工了，围着看热闹的人群中，有村民这样说。

早在2000年，南江县坪河石墨矿获得了采矿许可证，并少量开采。但石墨矿如何加工运用，却让山里的人无所适从。其间，因低碳石墨产品结构单一、技术含量低等，矿上的开采反复过多次。

如今，石墨烯产业热了起来，巴中决定再次启动石墨开采。这一次，当地不仅成立了石墨产业发展推进领导小组，还制定《巴中市石墨产业发展规划》，以发展高新石墨产业为目标，剑指石墨烯。

但是，新材料产业化之路，不会这么容易。

瞿美臻所在的催化技术研究发展中心，目前出售的石墨烯制品总量，只能用“克”计量，且购买者也多为相关研究机构人员。

同样的尴尬，郭安贤也曾经历。虽然德阳烯碳科技发展了部分企业客户，但去年一年的销售总量也只有十几千克。

这是四川石墨烯产业，也是整个行业面临的困局——石墨烯下游产业链尚未形成，目前还处于前期专利布局期，石墨烯产量、质量及成本问题并未获得下游应用市场的普遍认可。
去年12月，德阳首次举行石墨烯产业发展推介会，国内70余家相关企业的负责人成为座上宾。为让更多下游企业了解并认可石墨烯，德阳烯碳科技送出了100多份总计价值5000万元的高品质石墨烯粉体、浆料。“我们最大的希望就是，能有下游企业和我们一起开发应用产品。”郭安贤介绍，企业正在全力开发石墨烯导电油墨、石墨烯复合导热垫、石墨烯防腐涂料等多个下游产品，希望有下游企业参与，一方面是降低下游产品开发成本，另一方面也希望石墨烯被更多人了解。

但让郭安贤失望的是，如此不计成本的赠送之后，回收到的反馈意见只有20份左右。从反馈数据来看，应用石墨烯后，能让下游产品性能有不同程度的提升，但“少有企业提出大量采购”。

这是为何？“企业是要算账的。”李雪松介绍，市场上，1克石墨烯，售价最低要几百元，最高几千元。若企业在产品中使用石墨烯，成本提高几百倍，但产品性能却不可能同比提升，“可能提升20%，也可能只提升30%，但绝对比不上成本提升的倍数”。

降低市场售价也是困难重重。“虽然我们有石墨烯制备专利技术，但其独特的工艺决定其生产成本不可能在短期内大幅度下降。”郭安贤说，这需要再次进行技术攻关。

推广难，还在于石墨烯产业没有相应的行业标准。什么是石墨烯产品，没有定论；石墨烯材料如何分类、有哪些术语，也没有相应标准。“有涂料企业想和我们合作，但问题是，石墨烯防腐涂料产品的标准是什么？标准都没有，企业怎么敢大量采购石墨烯来生产新产品？”郭安贤坦言。

“有人说石墨烯制备量很少，有人却可以年产10吨，这就是行业标准缺失造成的混乱。”李雪松感慨，最怕的就是鱼目混珠，扰乱产业发展。

有石墨资源不完全等同于有石墨烯产业优势

想辟蹊径的石墨烯

“感谢你，但我们真不着急扩大规模。”面对数次来访的投资者，瞿美臻委婉地拒绝了。

把送上门的钱往外推，瞿美臻丝毫不觉得可惜。他心里一直在敲警钟：“石墨烯是新兴材料，但在我国已有过度炒作概念的迹象。真正的应用市场起不来，盲目跟风最终可能一败涂地。”“可惜的是，现在全球还没有真正的成熟产品出现。”这也是李雪松的关注点。在他看来，石墨烯的成长需要时间，企业和政府都需要耐心。李雪松甚至用硅材料的应用历程来阐释，“硅从发现到应用，花了60多年的时间，随着科技进步，石墨烯的大规模应用时间可能变短，但是总有一定周期。”

等待的时间里，四川还有很多功课要做。

国内最早研究石墨烯的专家之一，中科院院士、清华大学原子分子纳米科学研究中心主任李家明给出建议：“石墨烯是全球性的大产业，从起步开始就必须要有大格局、大视野，不能偏居一隅，更不能闭门造车。”

李家明表示，在已经成立的产业技术创新联盟基础上，四川需建顶尖的“参谋部”，“邀请包括两院化工、化纤等领域的院士和国内一流专家来碰撞，请他们出主意，集思广益，把下游方向想得更清楚。同时，要千方百计把产品成本降下来。企业应用后真正有利可图，自然会加大应用，这是市场选择，而不是简单靠宣传。”

石墨资源也不完全等同于石墨烯产业优势。“石墨烯产业是技术密集型产业，而非资源密集型。”李雪松认为，虽然四川有大量的石墨资源储备，但从全国来看，四川对石墨烯的研究和应用起步较晚，落后于重庆和江苏等地。

当然，从丰富的资源储备上找出路并不是没有选择。

李雪松看中了四川电子信息产业的雄厚根基，致力于红外探测器的应用。在他看来，石墨烯在红外探测器中的应用不易被市场复制，正是四川发展石墨烯产业的“蹊径”。

不过当下横亘在科研方面的难题，除了制备技术本身，更缺乏高端制造业支撑。回国后，李雪松就开始购置石墨烯薄膜的制备设备，但是制造业水平确实需要大幅提升，一根直径6.35毫米的不锈钢钢管误差甚至大到肉眼就能看出，“我们要开发出真正自己掌握的核心技术，制造业这个基础必须强大。”李雪松坦言。

所以，从某种意义上来说，石墨烯产业的发展需要“放长线”，才能“钓大鱼”。

石墨烯的应用

石墨与石墨烯

石墨烯，是从石墨材料中剥离出来的二维晶体。

铅笔芯用的石墨，就相当于无数层石墨烯叠在一起。1毫米厚的石墨大约包含了300万层石墨烯。