中科院院士劉忠范:石墨烯不能搞大煉鋼鐵式“大躍進”
記者:那石墨烯未來的發(fā)展可能是怎樣的呢?
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/201702/343738.htm劉忠范:我給石墨烯材料設(shè)計了三種可能的未來。第一種未來類似于碳纖維,不至于日常生活離不開它,但在某個行業(yè)中擔當著殺手锏級的角色?,F(xiàn)實的石墨烯材料并不等同于未來的石墨烯材料,檔次還遠遠不夠。但是,隨著石墨烯材料的制備水平無限接近于理想情況,成為某個行業(yè)的殺手锏級應(yīng)用絕非不可能。
第二種未來類似于塑料。二十世紀初發(fā)明的塑料現(xiàn)在已經(jīng)無處不在,極大地便利了人類的生活。這種可能性對于石墨烯材料來說,也不是夢想,它的潛在用途極其廣闊,盡管成為現(xiàn)實需要付出艱苦的努力。
第三種未來類似于硅材料。硅材料是集成電路的基石,將人類帶入了信息化時代,極大地改變了人類的精神生活。石墨烯的卓越特性如果全部挖掘出來并得以應(yīng)用,前途不可限量。在將來的某一天,造就一個“石墨烯時代”也不是幻想。
記者:哪一種最有可能是石墨烯的發(fā)展方向呢?
劉忠范:這幾種可能性都有,但我認為最現(xiàn)實的是第一種,即類似于碳纖維的未來。假如能夠把石墨烯材料做到極致,擁有最好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性,強度是鋼的200倍,誰會不用呢?石墨烯材料的發(fā)展路徑將與碳纖維類似,隨著性能的不斷提升,標號不斷提升,用途也越來越大。
我的團隊致力于研制未來的石墨烯材料。我們相信,制備決定未來。希望通過我們的不謝努力,為未來的石墨烯產(chǎn)業(yè)打好材料基礎(chǔ)。未來的石墨烯產(chǎn)業(yè)有多大,取決于是否有人能夠把原材料做到極致,而不是將就著用,我的團隊愿意擔當這個大任。
記者:就比如說真能按照第一種碳纖維的發(fā)展方式,石墨烯的哪種性能可能會發(fā)揮極致的作用呢?
劉忠范:這還不太好說,或者說看不太清楚。個人覺得石墨烯作為熱管理材料很有前途,相對來說也比較簡單,作為散熱材料和發(fā)熱材料是一個很現(xiàn)實的方向;其次是石墨烯力學(xué)性能的應(yīng)用,作為復(fù)合材料的重要組成部分,用作輕質(zhì)高強材料;第三個前景是其優(yōu)良的電學(xué)特性的應(yīng)用,抗靜電、觸摸屏、甚至未來的集成電路材料等,尤其在柔性器件、智能穿戴器件領(lǐng)域?qū)⒂兄鴱V闊的應(yīng)用前景。
記者:雖然目前下游市場的應(yīng)用并沒有打開,但是各地的產(chǎn)業(yè)和園區(qū)在不斷推出,你去很多地方調(diào)研過,目前這些產(chǎn)業(yè)園區(qū)實際上是什么情況?
劉忠范:這種石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)就像一個百貨商場,里面有很多攤位,有賣鞋的、有賣衣服的、還有賣帽子的,琳瑯滿目。每個園區(qū)建立之后,需要招商引資,需要吸引諸多從事石墨烯研究開發(fā)的團隊進駐,自然很難做到統(tǒng)一布局,統(tǒng)一意志,因此也難以避免簡單重復(fù)現(xiàn)象,導(dǎo)致特色不清晰。而每個小攤主基本上屬于小微個體戶,很難堅持核心技術(shù)的研發(fā)工作,理想被現(xiàn)實所淹沒是正常的事情。
若不改目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,石墨烯核心領(lǐng)域或被國外占領(lǐng)
記者:目前國外的石墨烯產(chǎn)業(yè)是什么情況呢?
劉忠范:國外也在做,而且很多有實力的大企業(yè)參與其中,并起著主導(dǎo)作用,例如韓國三星公司從本世紀初就開始布局,擁有近500個石墨烯核心專利。我注意到,在國外特別現(xiàn)實的石墨烯產(chǎn)品反而宣傳的很少,而宣傳報道的大多屬于未來型技術(shù)。這一點與我們差別很大,我們很少做未來的布局,而滿足于炒作現(xiàn)在的石墨烯商品。
顯然,面向未來的東西都是在探索殺手锏級的用途,一旦突破就將是顛覆性的。另外,還有專利保護的問題。雖然目前中國的石墨烯專利占全球第一,但真正的核心專利究竟占多少是個大大的問號,值得大家重視。
記者:現(xiàn)在國外做這塊研究的都是些巨型企業(yè)嗎?
劉忠范:國外很多有實力的大企業(yè)都有前瞻性的布局,當然并非沒有小微企業(yè)和新企業(yè)做石墨烯。我們的石墨烯玩家常常是新成立的小公司,在石墨烯淘金熱中建立起來的,缺少技術(shù)積淀和綜合研發(fā)實力,其競爭力可想而知。
記者:這些國外大公司對石墨烯的研究主要集中在哪一領(lǐng)域?
劉忠范:我們現(xiàn)在看到的常常都是比較遙遠的和感覺不太靠譜的東西。但是,這些看似不靠譜的東西如果搞定的話,就是顛覆性的,成為未來石墨烯產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。
記者:如果中國沒有這種大型企業(yè)來做這件事的話,這塊市場可能又會被國外給占掉了?
劉忠范:這么說吧,我們到現(xiàn)在為止,哪個新技術(shù)真正源于自己的獨創(chuàng)?絕大多數(shù)時候,都是別人有重大突破,我們再去復(fù)制。正因為這樣,我經(jīng)常會反問,為什么期待石墨烯材料會特殊呢?
如果不是做法和觀念的改變,憑什么石墨烯會成功呢?相對于我們這些小作坊式的石墨烯玩家,一旦國外大企業(yè)在某個方面取得突破,跑到中國來投資建廠,一次投10億美元,你根本競爭不過,一切的努力都可能會付之東流。我們現(xiàn)在需要改變做法。不能提倡大煉鋼鐵和群眾運動式的方式。要發(fā)揮制度優(yōu)勢,整體布局,體現(xiàn)國家意志和企業(yè)意志。不能僅僅關(guān)注立即賺錢的東西,要布局未來的核心技術(shù)。
記者:不過,中國也有像華為這樣的大公司在做這一塊的研究。
劉忠范:是的,但華為還局限于把石墨烯用到手機上,這也不會是石墨烯的主流發(fā)展方向。就現(xiàn)狀而言,讓中國的企業(yè)做大規(guī)模的投入不太現(xiàn)實,需要國家發(fā)力,整體布局,有序發(fā)展,這是中國的強項。
此外,現(xiàn)在大家在認識上有一個極大的誤區(qū),有石墨礦的地方都發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)??陀^地講,從石墨礦出發(fā)制備石墨烯僅僅是粉體石墨烯制備技術(shù)的一個選項,而且也未必是最佳選項。因為石墨礦有很多伴生雜質(zhì),很難提純,制備過程常常產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染,所以綜合各種因素未必劃算。雖然我們國家的石墨礦占全球探明儲量的75%以上,但我們的純化技術(shù)很差,賣出去的價格也就千把塊錢一噸,然后人家提純之后再賣給我們就到了幾十萬甚至上百萬元一噸。我們連這個技術(shù)都沒解決,要做更高端的石墨烯材料可想而知。
總而言之,如果不改變當前的發(fā)展模式,未來的石墨烯核心產(chǎn)業(yè)還會被他人占領(lǐng),這絕非危言聳聽,須引起人們的高度重視。
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