作為一種新材料，石墨烯引發(fā)了全球研究熱潮。它以超薄和超強(qiáng)韌性著稱，是傳導(dǎo)熱量的“高手”，它還是目前已知導(dǎo)電性能最出色并具有儲能功能的材料，現(xiàn)在，石墨烯正悄然走進(jìn)人們的日常生活。當(dāng)前，我國石墨烯研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)到達(dá)何種階段?還存在哪些短板?政府、學(xué)界和企業(yè)如何把握下一步發(fā)展路徑與方向?帶著這些問題，中經(jīng)社分析師專訪了南京理工大學(xué)原副校長、教授、博士生導(dǎo)師汪信。

石墨烯正從基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過渡 業(yè)界需要耐心

石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)、最堅(jiān)硬的新型納米材料，被譽(yù)為“新材料之王”。

美國、歐盟、韓國等國家(地區(qū))均將石墨烯作為搶占新一輪產(chǎn)業(yè)革命的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，在基礎(chǔ)技術(shù)儲備、高端應(yīng)用研發(fā)方面競爭激烈。

我國石墨烯起步較早，從高校啟動基礎(chǔ)研究，到2011年江蘇常州率先成立石墨烯研究院、2012年工信部首次明確提出支持發(fā)展石墨烯新材料至今，我國已成為全球石墨烯研究和應(yīng)用開發(fā)最活躍的國家之一——中國石墨烯基礎(chǔ)研發(fā)投入走在世界前列，專利申請數(shù)量世界第一，拓展的應(yīng)用領(lǐng)域范圍全球最廣。

不過，汪信認(rèn)為，當(dāng)前我國石墨烯正處于從基礎(chǔ)研究向應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化過渡期，近兩年會有較大的行業(yè)洗牌。整體上，石墨烯產(chǎn)業(yè)依然前景廣闊。

他說，石墨烯是一種極具價值的新材料，要經(jīng)歷5年、10年甚至更長時間，才有可能實(shí)現(xiàn)廣泛的市場應(yīng)用。無論是政府、中小型企業(yè)、科技巨頭，都需要耐心。

這種新材料的探索式前進(jìn)，與當(dāng)年尼龍迅速產(chǎn)業(yè)化有所不同。1937年，美國的卡羅瑟斯采用已二胺和已二酸合成出能拉絲的尼龍66，1938取得專利權(quán)，在1939年建立第一個量產(chǎn)工廠。當(dāng)時，尼龍的最大用途僅是制作襪子，但“尼龍襪”頗受歡迎，市場需求巨大，投產(chǎn)后供不應(yīng)求。正是當(dāng)時尼龍的用途領(lǐng)域較窄，產(chǎn)業(yè)能集中力量做強(qiáng)做大，積累了大量的資本，擁有了開發(fā)其他方面應(yīng)用的資金。發(fā)展到現(xiàn)在，尼龍仍然是各種領(lǐng)域非常重要的工程塑料。

石墨烯與尼龍不同，它“誘人”的優(yōu)點(diǎn)太多，重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域不夠明確，資金、人力、物力投入都分散了，業(yè)界更需要耐心。

石墨烯不是“工業(yè)味精” 應(yīng)聚焦重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用

汪信表示，當(dāng)前，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了比較集中和需要洗牌的階段。現(xiàn)在全社會存在一種觀點(diǎn)，認(rèn)為石墨烯是“工業(yè)味精”，放到哪兒“味道”都會更好，產(chǎn)品質(zhì)量就會更高。

這種認(rèn)知是不對的。

石墨烯技術(shù)涉及制備技術(shù)、技術(shù)應(yīng)用等多個方面，而技術(shù)應(yīng)用又涉及電子、航空、醫(yī)藥等各個領(lǐng)域，每個領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)，都有不小的難度。

可以說，石墨烯是一個高門檻、需長期投入、收益暫時緩慢的行業(yè)。汪信認(rèn)為，從大趨勢來說，石墨烯產(chǎn)業(yè)必須謀求整體發(fā)展。但一定要先集中，做強(qiáng)石墨烯重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，繼而帶動整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如果繼續(xù)盲目發(fā)展，持續(xù)消耗資源、資金、人才，會留下很多爛攤子甚至是環(huán)境污染問題。

關(guān)于重點(diǎn)領(lǐng)域，汪信認(rèn)為，一是可以在能源應(yīng)用、特別是動力電池領(lǐng)域的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化方面下功夫。2016年，汪信教授課題組就利用氧化石墨的高比表面積和獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)，建立了氧化石墨烯和金屬顆粒、金屬(氫)氧化物、導(dǎo)電高分子三類雜化材料的通用制備方法，將有助于石墨烯在燃料電池、超級電容器和鋰離子電池等能源領(lǐng)域的應(yīng)用，目前團(tuán)隊(duì)正在與企業(yè)合作技術(shù)轉(zhuǎn)移，加速項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化。未來，石墨烯在儲能、超級電容器、鋰電、動力電池有較好的應(yīng)用前景。

二是能源以外的領(lǐng)域，如重防腐涂料、催化劑類、電子顯示、醫(yī)療應(yīng)用等。重防腐涂料、催化材料、電子顯示等領(lǐng)域應(yīng)用在江蘇常州已經(jīng)有不少成功案例。醫(yī)療領(lǐng)域，如果將石墨烯作為藥物載體進(jìn)入人體，目前仍有一些安全性問題待考量。

設(shè)置行業(yè)門檻 強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研政企協(xié)作突圍

從基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過渡的復(fù)雜時期，石墨烯如何突圍，盡快實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?

汪信建議，一是需要政府適當(dāng)管一管，設(shè)立一定門檻，行業(yè)發(fā)展也需要收一收。

石墨烯不是“靈丹妙藥”，是有一定技術(shù)、資金和市場門檻才能進(jìn)入的行業(yè)，建議政府適當(dāng)控制批準(zhǔn)相關(guān)項(xiàng)目，防止一窩蜂，避免造成資金、資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。目前，建議從國家層面應(yīng)盡快研究確定幾個重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，集中資金攻克技術(shù)門檻，集納合力，形成石墨烯的“國家品牌”。

二是產(chǎn)學(xué)研政企協(xié)作突圍。我國石墨烯研究的主體主要是高校、科研院所等機(jī)構(gòu)和少數(shù)企業(yè)，研究力量比較分散，而且偏重于理論研究，成果呈現(xiàn)出碎片化、同質(zhì)化特征。要盡快實(shí)現(xiàn)石墨烯產(chǎn)業(yè)化，必須加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研政企協(xié)作，完善石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈，推動技術(shù)創(chuàng)新與市場應(yīng)用結(jié)合。對高校來說，既要做基礎(chǔ)研究，也要和企業(yè)合作，做接地氣的項(xiàng)目，助力石墨烯產(chǎn)業(yè)盡快突圍。