中國現(xiàn)在處于“石墨烯淘金熱”中，全國各地都在做石墨烯產(chǎn)業(yè)，石墨烯這個詞幾乎家喻戶曉。作為如此火爆的“網(wǎng)紅”，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路到底該怎么走？怎么才能走得更穩(wěn)健、更長遠？這些應該是科技界和產(chǎn)業(yè)界思考的問題。
石墨烯號稱“新材料之王”，是一種二維蜂窩狀純碳材料，集眾多特性于一身。它是目前最薄、最輕的材料，同時也是最強、最堅硬的材料。雖然石墨很軟，但是單層的石墨烯材料甚至比金剛石還硬。我們所熟知的金剛石導熱性很好，熱導率在2000W/mK（導熱系數(shù)）左右，而石墨烯的熱導率達到5300W/mK。石墨烯還兼具柔性、透明等特性，而且只有質子能夠穿透。這些優(yōu)良的特性賦予了石墨烯材料極為廣闊的應用前景，也是吸引全世界眼球的根本原因。
石墨烯價值理想豐滿但現(xiàn)實骨感
中國擁有全世界最為龐大的石墨烯研發(fā)隊伍，從2011年起發(fā)表的學術論文數(shù)量就穩(wěn)居世界第一。中國申請的石墨烯專利數(shù)量也高居全球榜首，呈遙遙領先之勢。
目前，中國正在掀起一場轟轟烈烈的石墨烯產(chǎn)業(yè)化運動。全國有將近20家石墨烯產(chǎn)業(yè)園，這個數(shù)字還在增長。無論是發(fā)達地區(qū)，還是偏遠地區(qū)，都在建石墨烯產(chǎn)業(yè)園，這讓人想起1958年大躍進時期的“大煉鋼鐵”運動。
其實，對于石墨烯材料來說，理想與現(xiàn)實差距很大。理想的石墨烯具有完美的蜂窩狀結構，而現(xiàn)實的石墨烯就像一件破衣服，由無數(shù)個石墨烯微片拼接而成。石墨烯上有很多缺陷，還有很多臟東西。因此，現(xiàn)實制備出來的石墨烯材料性能沒有那么好，價值也沒有那么高。套用一句網(wǎng)絡語言，就是“理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感”。
石墨烯材料需持續(xù)投入更需耐心
我們可以看不懂未來，但是可以回顧歷史，溫故而知新。大家所熟悉的碳纖維研發(fā)歷史很有借鑒意義。1961年，大阪工業(yè)技術試驗所進藤昭男發(fā)明聚丙烯腈基碳纖維制備技術，十年后的1971年日本東麗公司率先實現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)，每月1噸的規(guī)模。東麗公司沿著T300、T800、T1000的標號之路不斷提升碳纖維的質量，投入了1400多億日元研發(fā)資金，直到2003年贏得波音787合同后，才真正扭虧為盈。實際上，早年的碳纖維只能做釣魚桿，而現(xiàn)在的碳纖維已成為先進航空器的支撐材料。同樣叫碳纖維，但是東西不一樣，強度完全不一樣。相信石墨烯材料也會走同樣的路，需要時間的積淀，需要持續(xù)的投入，更需要耐心。
石墨烯制備決定其未來不盡相同
制備決定未來?，F(xiàn)在的石墨烯并不等同于未來的石墨烯。
石墨烯可以分成兩大類，粉體石墨烯和薄膜石墨烯，制備方法不同，用途也完全不同。從大規(guī)模生產(chǎn)的角度講，粉體石墨烯通常從石墨出發(fā)制備，通過一系列的物理化學過程把石墨烯從塊體石墨上剝離下來。這種石墨烯一般質量較差，但產(chǎn)量很大，也比較便宜。目前國內產(chǎn)能已達到7000噸規(guī)模，實際產(chǎn)量也就百噸規(guī)模。
化學氣相沉積方法是規(guī)模化制備薄膜石墨烯的通用技術，所得到的石墨烯質量很高，當然也比較貴，目前國內產(chǎn)能已達到年產(chǎn)百萬平米量級。北京大學在高質量石墨烯制備方面做了大量的研究探索，在標號石墨烯薄膜、三維粉體石墨烯、超級石墨烯玻璃以及超級石墨烯光纖等研究領域取得一系列重要突破。
需要關注引領未來的核心技術
未來的石墨烯產(chǎn)業(yè)會是一塊大蛋糕。當然，這塊蛋糕我們能夠切到多少是個未知數(shù)。取決于我們現(xiàn)在關注什么，我們需要關注的是引領未來的核心技術，而不僅僅是今天的產(chǎn)品。當然，從一個實驗室材料和技術走到產(chǎn)業(yè)需要很長的路，需要投入、堅持和耐心。
中國擁有最龐大的石墨烯研究隊伍，但是非常分散，基本上是小作坊式的。到處搞石墨烯產(chǎn)業(yè)園的做法，大部分是簡單重復，缺少技術含量，急功近利現(xiàn)象非常嚴重。
很多人誤認為石墨烯產(chǎn)業(yè)會很快走向大規(guī)?？焖侔l(fā)展階段，實際上并非如此。根據(jù)高德納公司（Gartner）的技術成熟度曲線，實際上石墨烯產(chǎn)業(yè)仍處于早期階段，很快就會進入死亡谷，這時候最需要的是堅持、企業(yè)遠見和國家意志。碳纖維從小批量生產(chǎn)到現(xiàn)在已有45年，而石墨烯只有12年的歷史，的的確確跑得有點快了。石墨烯產(chǎn)業(yè)畢竟是實體產(chǎn)業(yè)，絕不會像互聯(lián)網(wǎng)那樣一“忽悠”就起來。
當然，我們也看到了希望。北京市剛剛啟動了石墨烯專項，跨度是十年，從“十三五”到“十四五”規(guī)劃。我們的布局絕不僅僅是今天的產(chǎn)品，重點是未來的核心技術研發(fā)。