石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料,它的特點和性能使得石墨烯成為顛覆全球材料科學的一項劃時代的創新:石墨烯具有高強度、輕質、超薄和柔韌性好等特點,以及擁有優異的透光性、透明度、導電、儲能、抗菌等性能,能廣泛應用於電子信息、新能源、生物醫藥以及複合材料等行業。
作為當今備受關注的前沿新材料之一,國際上很多國家都從戰略層面對石墨烯進行部署,希望在新一輪競爭中搶佔石墨烯產業發展制高點。據統計,目前全球有80多個國家數千家企業直接或間接涉及石墨烯行業。
歐、美、日、韓等地區都密集發布政策,扶持石墨烯功能器件研發和產業化應用。例如,歐盟2013年就制定了「石墨烯旗艦計劃」,該計劃運行時間十年,總投資10億歐元,在第一階段已經完成八項成果。英美德日韓也紛紛設立科學基金或研究院,資助石墨烯項目。
石墨烯正處於大規模產業化前夕我國政府也高度重視石墨烯等新材料的發展,2012年,《新材料產業「十二五」發展規劃》首次提出支持石墨烯發展;2016年,石墨烯產業化應用技術再次被寫入《「十三五」國家戰略性新興產業發展規劃》,開啟了我國石墨烯產業化的加速布局。
在石墨烯的產業化方面,由清華大學、中國科學院金屬研究所、南京科孚納米技術有限公司等核心單位發起的中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟在2013年成立,旨在大力構建以企業為主體、市場為導向、產學研相結合的石墨烯產業技術創新體系。
除了研究機構的參與,地方政府的積極性也非常高,興建石墨烯產業園成為吸引企業入駐的一種方式。據不完全統計,截至2018年6月,我國各地成立了20餘家石墨烯產業園。常州、青島、重慶、無錫、南京、哈爾濱、廈門、北京等地先後設立石墨烯產業園區,集中發展石墨烯產業。目前中國已經形成以長三角、珠三角和京津冀魯區域為聚合區、多地分布式發展的產業格局。
石墨烯產業園區遍地開花,產業集聚效應加速行業發展。常州是我國領先的產業集聚區,有「東方碳谷」的美稱,常州二維碳素、常州第六元素、常州墨之萃、常州碳星科技等一大批優秀的石墨烯企業在此聚集。在黑龍江雞西、湖南省郴州和新疆奇臺縣蘇吉泉等典型石墨礦源地帶,也湧現出一批石墨烯開採和應用成規模的企業。
無論是國際還是國內,石墨烯行業處在產業突破前期,隨著各國戰略層面的重視以及基礎研究的不斷推進,大規模產業化的步伐加快。
中美石墨烯產業發展各有優勢,在對比中保持清醒知己知彼,方能百戰不殆。在於國際石墨烯產業的對比中,我國天然石墨的儲量、國家對石墨烯的重視程度及石墨烯的產業化進程都處於世界前列。在石墨資源上,全球石墨儲量2.5億噸,其中中國5500萬噸,佔比22%,位居世界第三。我國豐富的石墨資源為石墨烯產業發展提供了堅實的資源基礎。
另一個可喜的消息是,全球石墨烯相關專利和智慧財產權的申請數量逐年遞增,相關技術正在由成長階段向技術成熟階段過渡,中國石墨烯專利數量和相關研究位於世界前列。
但與美國相比,我國石墨烯產業發展還存在偏低端化、標準制度不完善等諸多問題。我國石墨烯產業發展環境寬鬆,成果多而雜,整體質量不高,還在快追猛上的階段。在媒體、資本的熱潮下,我國石墨烯產業有產業化虛假繁榮和低端化的趨勢,市場化遇冷,招到人們的質疑,因此要清楚認識到在基礎研究領域,我國跟美國仍有差距。
石墨烯企業要有坐得「冷板凳」的大烏龜精神科學界和產業界普遍認為,石墨烯目前仍以實驗室研發為主,尚不適合大規模產業化,基礎研究尤為重要。
許多應用研究在目標上考慮的是科研能否得以快速應用和贏得利潤,但是應用研究需要基礎研究的支持,基礎研究為應用研究提供原始驅動力。而基礎研究需要資金,除了政府政策推動和財政補貼,企業在一段時間內要做好坐「冷板凳」的準備,在利潤追求上不會有立竿見影的效果。
在石墨烯產業版圖未完全顯現之前,在石墨烯這一新材料的競賽中要想贏得勝利,必須在一擁而上的熱烈氛圍中保持清醒,專注於研發創新製備技術和布局高端應用市場才是佔據產業制高點的硬道理。
這條路會付出很多艱辛,但結果一定會是甜蜜的。無數企業發展興衰的事實也告訴我們,先做好笨拙的「烏龜」,才能最終成為飛奔的「兔子」。