中國(guó)科學(xué)院院士劉忠凡：石墨烯不能大躍進(jìn)

中國(guó)科學(xué)院院士劉忠凡：石墨烯不能大躍進(jìn)

石墨烯以其優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)和機(jī)械性能被譽(yù)為新材料和超材料之王，近兩年來(lái)，我國(guó)石墨烯工業(yè)園區(qū)和石墨烯基地遍地開(kāi)花，各種所謂的石墨烯產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，同時(shí)資本市場(chǎng)也在不斷擴(kuò)大。熱炒石墨烯概念股，前私募股權(quán)巨頭徐翔也通過(guò)熱炒華麗家族（600503）等石墨烯概念股賺了不少錢(qián)。

針對(duì)石墨烯工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，彭梅新聞（www.thepaper.cn）最近采訪了北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授、中國(guó)科學(xué)院院士劉忠凡，劉忠凡說(shuō)，中國(guó)石墨烯工業(yè)的發(fā)展是一個(gè)巨大的過(guò)程。運(yùn)動(dòng)，類(lèi)似于大躍進(jìn)時(shí)期的大型鋼鐵冶煉作業(yè)，產(chǎn)業(yè)集中也是一個(gè)問(wèn)題。例如，許多大型企業(yè)在國(guó)外生產(chǎn)石墨烯，而中國(guó)基本上是小型初創(chuàng)企業(yè)。

劉忠凡對(duì)此表示關(guān)注。他說(shuō)，目前，石墨烯工業(yè)還只是處于工業(yè)化的初級(jí)階段。人們剛剛發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模運(yùn)動(dòng)的發(fā)展模式并不能有效地促進(jìn)石墨烯工業(yè)的發(fā)展，如果中國(guó)不改變目前石墨烯工業(yè)的發(fā)展模式，將來(lái)石墨烯領(lǐng)域的核心產(chǎn)業(yè)可能會(huì)被外國(guó)所占領(lǐng)，石墨烯工業(yè)的發(fā)展應(yīng)該是國(guó)家意志和國(guó)內(nèi)大企業(yè)，特別是中央企業(yè)，要有戰(zhàn)略布局。

彭梅消息：你多次提到，我國(guó)石墨烯工業(yè)發(fā)展蓬勃，這與大躍進(jìn)時(shí)期的煉鋼運(yùn)動(dòng)有點(diǎn)相似，請(qǐng)問(wèn)石墨烯工業(yè)發(fā)展的具體情況，你會(huì)有這樣的看法。

劉中凡：目前，中國(guó)擁有世界上最大的石墨烯研發(fā)團(tuán)隊(duì)，自2011年以來(lái)，中國(guó)學(xué)者發(fā)表的石墨烯論文在世界上排名第一，而且已經(jīng)遙遙領(lǐng)先。專(zhuān)利申請(qǐng)方面，截至2016年9月30日，我國(guó)已占世界的68%以上，目前石墨烯工業(yè)園區(qū)和研發(fā)基地正在全國(guó)各地建設(shè)，我有一張石墨烯工業(yè)園區(qū)分布圖，不斷更新。目前至少有20家，先是在常州，后是寧波、重慶、青島，從發(fā)達(dá)地區(qū)到欠發(fā)達(dá)地區(qū)，近幾年來(lái)，我到處都在呼吁不能這樣做，因?yàn)槿罕娺\(yùn)動(dòng)做不到新的材料，這是一個(gè)嚴(yán)重的誤解。石墨烯的門(mén)檻很低，可以賺很多錢(qián)。

我常說(shuō)歷史知道答案，到目前為止，群眾運(yùn)動(dòng)已經(jīng)產(chǎn)生了什么物質(zhì)如果說(shuō)以前有過(guò)這樣的情況，那就是1958年的鋼鐵冶煉，我們都知道，在這個(gè)歷史時(shí)期，我們可以想象，大量的資源被浪費(fèi)，一堆廢鐵被制造出來(lái)，現(xiàn)在的制烯烴運(yùn)動(dòng)也有這種感覺(jué)，一個(gè)誤解是石墨烯工業(yè)已經(jīng)到了一個(gè)階段。事實(shí)上，石墨烯材料剛剛從實(shí)驗(yàn)室出來(lái)，在工業(yè)化初期的大部分時(shí)間里，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有成熟，更不用說(shuō)到處都是金，而是到處都有陷阱。根據(jù)Gartner的技術(shù)成熟曲線，石墨烯新材料應(yīng)該處于泡沫的頂峰。承載著人們的過(guò)度期待。下一個(gè)就是所謂的死亡谷，因?yàn)閺幕A(chǔ)研究到成熟技術(shù)到工業(yè)需要很長(zhǎng)的時(shí)間，這是不可能一蹴而就的。自從2004年第一篇石墨烯熱點(diǎn)文章以來(lái)，經(jīng)過(guò)全面的計(jì)算才12年多，所以我們不能期待太多的時(shí)間。事實(shí)上，沒(méi)有人能保證石墨烯將來(lái)是否會(huì)成為一個(gè)大工業(yè)，因?yàn)橛性S多不確定性。

我國(guó)石墨烯工業(yè)存在著許多不正常現(xiàn)象，目前還不清楚有多少人真正關(guān)心石墨烯工業(yè)本身，其結(jié)果是，真正想做事情的人會(huì)受到痛苦，因?yàn)楫?dāng)他們的期望失敗時(shí)，他們會(huì)從一個(gè)極端走向另一個(gè)極端，從盲目到輕信，再到完全否定，就像是在炒作楠。近二十年來(lái)，在納米技術(shù)領(lǐng)域，很多人都在搖頭。

任何新材料或新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都不是那么簡(jiǎn)單，碳纖維就是一個(gè)很好的例子。早在20世紀(jì)60年代初，日本就提出了碳纖維工業(yè)化制備的方法。直到20世紀(jì)70年代初，日本東麗公司才真正開(kāi)始了小規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，大約是到20世紀(jì)70年代初。n一個(gè)月。那時(shí)，碳纖維是低級(jí)的，只能用作魚(yú)竿。到2003年，托雷已經(jīng)投資了1400多億日元，從事虧損業(yè)務(wù)。直到波音公司將碳纖維投入到新一代的大型飛機(jī)上，才出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。你知道，在這個(gè)時(shí)候，碳纖維已經(jīng)被淘汰了。不同的是，等級(jí)有了很大的提高，從1971年到2003年，托雷公司堅(jiān)持32年，這是工匠的精神，沒(méi)有托雷的堅(jiān)持，很難說(shuō)碳纖維行業(yè)有多大，至少不是這么快，因此，一種材料能否產(chǎn)生一個(gè)行業(yè)，往往需要核心人物或企業(yè)來(lái)推動(dòng)。H，而不是大規(guī)模的競(jìng)選式淘金，因?yàn)樵谒嬲蔀橐粋€(gè)成熟的產(chǎn)業(yè)之前，沒(méi)有黃金可以淘出來(lái)。我們通常擅長(zhǎng)復(fù)制成熟的技術(shù)，而不是開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，這些技術(shù)過(guò)于浮躁和實(shí)用。碳纖維材料形成了今天的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了近半個(gè)世紀(jì)的歷程。石墨烯材料只有12年的歷史，不能說(shuō)石墨烯工業(yè)需要半個(gè)世紀(jì)，但12年絕對(duì)不可能。

彭梅消息：現(xiàn)在中國(guó)很多石墨烯公司都是小公司。一些初創(chuàng)企業(yè)，如何投入大量的資金和精力來(lái)持續(xù)全年的研發(fā)

劉忠凡：的確，目前石墨烯的參與者大多是小微企業(yè)，基本上是個(gè)體家庭性質(zhì)，這決定了企業(yè)發(fā)展的功利主義性質(zhì)，否則就無(wú)法生存。石墨烯行業(yè)需要國(guó)家意志和大企業(yè)的參與，因?yàn)樵诠I(yè)的早期階段產(chǎn)業(yè)化，需要大量的投資，小微企業(yè)做不到。

彭梅：看看石墨烯這幾年的發(fā)展，中國(guó)有沒(méi)有東麗公司這樣的企業(yè)

劉忠凡：我還沒(méi)有看到這樣的跡象。中國(guó)的企業(yè)文化也使得像托雷這樣的公司很難出現(xiàn)，當(dāng)然，我們也有制度優(yōu)勢(shì)和頂層設(shè)計(jì)，利用國(guó)力做大型石墨烯產(chǎn)業(yè)。

劉中凡：目前石墨烯產(chǎn)品的炒作成分太多，很難概括，雖然我們不能簡(jiǎn)單地說(shuō)是低端產(chǎn)品和高端產(chǎn)品，但至少目前的炒作還不能成為石墨烯產(chǎn)業(yè)的未來(lái)方向，如果這么簡(jiǎn)單，就沒(méi)有戰(zhàn)略性的新興材料。或者舉例來(lái)說(shuō)，我們?cè)诔床酥屑尤胛毒覀儾粫?huì)說(shuō)這道菜是味精，更不用說(shuō)我們今天吃味精了。只是在材料中加入一點(diǎn)石墨烯可能會(huì)改變一些性質(zhì)，但它不會(huì)具有顛覆性。

劉忠凡：我已經(jīng)為石墨烯材料設(shè)計(jì)了三種可能的未來(lái)，第一種未來(lái)類(lèi)似于碳纖維，它不能脫離日常生活，但在某個(gè)行業(yè)中起著殺手的作用，現(xiàn)實(shí)的石墨烯材料與未來(lái)的石墨烯材料不一樣，品位還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，但是石墨烯材料的制備水平與理想情況極為接近，絕對(duì)不可能成為某一行業(yè)的殺手級(jí)應(yīng)用。

第二個(gè)未來(lái)類(lèi)似于塑料。二十世紀(jì)早期發(fā)明的塑料現(xiàn)在無(wú)處不在，極大地促進(jìn)了人類(lèi)的生活。這種可能性不是石墨烯材料的夢(mèng)想，其潛在用途非常廣泛，盡管要成為現(xiàn)實(shí)需要努力工作。

第三個(gè)未來(lái)類(lèi)似于硅材料，硅材料是集成電路的基石，它把人類(lèi)帶入了信息時(shí)代，極大地改變了人類(lèi)的精神生活，只要挖掘和應(yīng)用石墨烯的所有優(yōu)秀特性，它的未來(lái)就沒(méi)有限制，創(chuàng)造石墨烯并不是幻想。將來(lái)的某一天。

劉忠凡：這些都有可能，但我認(rèn)為最現(xiàn)實(shí)的是第一種，這與碳纖維的未來(lái)類(lèi)似。如果石墨烯材料能做到最好，具有最好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，強(qiáng)度是鋼的200倍，誰(shuí)會(huì)不使用呢石墨烯材料的發(fā)展方向與碳纖維材料相似。隨著材料性能的不斷提高，石墨烯材料的標(biāo)識(shí)和使用將不斷增加，我公司致力于未來(lái)石墨烯材料的開(kāi)發(fā)，相信未來(lái)的準(zhǔn)備工作將為我們的未來(lái)做出貢獻(xiàn)，我們希望通過(guò)不懈的努力，為未來(lái)石墨烯工業(yè)的發(fā)展打下良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。未來(lái)石墨烯工業(yè)的規(guī)模將取決于是否有人能夠充分利用原材料，而不僅僅是利用它們。我的團(tuán)隊(duì)愿意承擔(dān)這一重大責(zé)任。

最新消息：例如，根據(jù)第一碳纖維的發(fā)展，石墨烯的哪些性能可能起到極其重要的作用

劉中凡：這不是很容易說(shuō)的，也不是很清楚。我認(rèn)為石墨烯作為一種熱管理材料有著光明的前途，相對(duì)簡(jiǎn)單，作為一種散熱材料和加熱材料是一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的方向；其次，石墨烯的機(jī)械性能的應(yīng)用，作為復(fù)合材料的重要組成部分，作為一種輕量化的材料。T和高強(qiáng)度材料；第三個(gè)前景是其優(yōu)異的電氣性能的應(yīng)用，如抗靜電、觸摸屏，甚至沒(méi)有。集成電路材料，特別是在柔性器件和智能穿戴器件領(lǐng)域，將具有廣闊的應(yīng)用前景。

彭梅消息：雖然目前下游市場(chǎng)的應(yīng)用還沒(méi)有開(kāi)放，但世界各地的產(chǎn)業(yè)和園區(qū)都在不斷推出。你去過(guò)很多地方去調(diào)查。目前這些工業(yè)園區(qū)的實(shí)際情況如何

劉忠凡：這個(gè)石墨烯工業(yè)園就像一家百貨公司。園區(qū)內(nèi)設(shè)有鞋帽檔，每個(gè)園區(qū)建成后，吸引投資，吸引眾多石墨烯研發(fā)團(tuán)隊(duì)。自然很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一布局和統(tǒng)一意志，也很難避免簡(jiǎn)單重復(fù)，導(dǎo)致特征不清，但每個(gè)攤主基本上都是一個(gè)小個(gè)體，很難堅(jiān)持核心技術(shù)的研發(fā)。理想被現(xiàn)實(shí)淹沒(méi)是正常的。

劉中凡：國(guó)外也在這樣做，很多實(shí)力雄厚的大企業(yè)都參與其中，起到了帶頭作用。例如，韓國(guó)三星公司從本世紀(jì)初就開(kāi)始布局，擁有近500項(xiàng)石墨烯核心專(zhuān)利，我注意到國(guó)外特別現(xiàn)實(shí)的石墨烯產(chǎn)品很少有宣傳，大部分宣傳報(bào)道都屬于未來(lái)技術(shù)，這與我們有很大的不同。我們很少做未來(lái)的布局，只是滿足于炒作石墨烯產(chǎn)品。顯然，面向未來(lái)的東西正在探索使用殺手锏，一旦突破將是顛覆性的。此外，還有專(zhuān)利保護(hù)問(wèn)題。雖然石墨烯專(zhuān)利在中國(guó)目前排名世界第一，但它是一個(gè)大問(wèn)題有多少核心專(zhuān)利事實(shí)上，這值得我們注意。

劉中凡：很多大而有實(shí)力的外國(guó)企業(yè)都有前瞻性的布局，當(dāng)然，也不是沒(méi)有小微企業(yè)和新企業(yè)來(lái)做石墨烯。我們的石墨烯參與者往往是小的新成立的公司，建立在石墨烯淘金熱中，缺乏技術(shù)積累和綜合研發(fā)實(shí)力，他們的合作伙伴競(jìng)爭(zhēng)是可以想象的。

劉忠凡：我們現(xiàn)在看到的往往是一些遙遠(yuǎn)和不可靠的東西，但是，如果這些看似不可靠的事情發(fā)生了，它們將具有顛覆性，成為未來(lái)石墨烯工業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

彭梅：如果中國(guó)沒(méi)有這么大的企業(yè)來(lái)做這個(gè)，市場(chǎng)會(huì)被外國(guó)占領(lǐng)嗎

劉忠凡：我們這么說(shuō)吧。到目前為止，哪項(xiàng)新技術(shù)真正源自我們自己的獨(dú)創(chuàng)性大多數(shù)時(shí)候，是其他人取得了重大突破，我們會(huì)照搬的。正因?yàn)槿绱耍医?jīng)常問(wèn)為什么我們希望石墨烯材料是特殊的。如果不是實(shí)踐和概念的改變，為什么石墨烯會(huì)成功與我們的小作坊石墨烯生產(chǎn)商相比，一旦一家大的外國(guó)公司在某些領(lǐng)域取得突破，在中國(guó)投資建廠，你們將一次競(jìng)爭(zhēng)10億美元，但所有的努力可能都會(huì)付諸東流。我們現(xiàn)在需要改變我們的做法。我們不應(yīng)該提倡煉鋼和大規(guī)模移動(dòng)。充分發(fā)揮體制優(yōu)勢(shì)和總體布局優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)國(guó)家和企業(yè)的意志，不要只著眼于眼前的賺錢(qián)，而要著眼于未來(lái)的核心技術(shù)。

劉中帆：是的，但是華為手機(jī)中石墨烯的使用還是有限的，這不是石墨烯的主流發(fā)展方向，就目前的情況來(lái)看，中國(guó)企業(yè)進(jìn)行大規(guī)模投資是不現(xiàn)實(shí)的，這需要國(guó)家的努力，總體布局，有序發(fā)展。這是中國(guó)的強(qiáng)項(xiàng)。

另外，我們對(duì)石墨烯工業(yè)在石墨礦存在的地方發(fā)展的認(rèn)識(shí)也有很大的誤解，客觀上講，石墨礦制備石墨烯只是石墨烯粉末制備的一種選擇，并不一定是最佳選擇，因?yàn)槭V有許多副作用。雜質(zhì)過(guò)多，難以提純，制備過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此合成各種因素并不一定具有成本效益，雖然我國(guó)石墨礦占世界已探明儲(chǔ)量的75%以上，但我國(guó)的凈化技術(shù)很差，銷(xiāo)售價(jià)格也很低。一噸的美元，然后人們凈化后賣(mài)給我們幾十萬(wàn)甚至百萬(wàn)元一噸，我們甚至還沒(méi)有解決這個(gè)技術(shù)。可以想象，我們需要制造更先進(jìn)的石墨烯材料。

總之，如果我們不改變目前的發(fā)展模式，未來(lái)石墨烯的核心產(chǎn)業(yè)將被其他產(chǎn)業(yè)所占據(jù)。這不是危言聳聽(tīng)，應(yīng)該引起高度重視。

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