石墨烯作為一種新材料,被認為可以引發現代電子科技和信息技術的革命。但是,不能量產化一直是阻礙其普及的關鍵問題。
9月6日,由石墨烯領域知名科學家張博增參與投建的石墨烯工業化量產基地將在廈門正式投用。日前,來廈參加基地投建儀式的中國國際石墨烯資源產業聯盟副秘書長趙猛接受專訪時表示,廈門石墨烯量產化基地有望破除石墨烯商用化瓶頸,拓寬產業在應用領域的道路。
石墨烯產業的發展前景如何?
趙猛:石墨烯是一種新材料,它比鉆石還堅硬,強度是世界上最好鋼鐵的上百倍,以至于科學家想用它制備夢寐以求的“太空電梯”超韌纜線。利用石墨烯聚合材料生產出來的汽車電池,有望達到這樣驚人的效果:只充電幾分鐘,就可以讓汽車連續開行1000公里。這種技術在西班牙、韓國等地,都接近于實現突破。
但這僅僅是石墨烯的神奇應用之一。石墨烯材料還將取代硅,讓計算機處理器的運行速度快數百倍;石墨烯有望引發觸摸屏和顯示器產品的革命,制造出可折疊、伸縮的顯示器件;石墨烯強度超出鋼鐵上百倍,有望被用于制造超輕型飛機材料、超堅韌的防彈衣等。石墨烯還可以做到智能包裝,包裝袋上即時標注食品保質狀況,讓人真正體會到便捷、安全和實用。另外,它還將推動海水淡化等技術的發展。
可以說,石墨烯作為21世紀最具創新價值的超級新材料,在航空航天、太陽能電池、納米電子學、高性能納米電子器件、生物醫療、復合材料、場發射材料、氣體傳感器及能量存儲等專業科學領域都具有廣泛的應用前景。
作為新材料,石墨烯目前在全球的發展情況如何?
趙猛:國際上,美國的再工業化,歐盟的石墨烯旗艦計劃,無不爭搶石墨烯產業技術制高點。在國內,《中國制造2025》,十三五規劃,《國家創新驅動發展戰略綱要》,中國工業和信息化部、國家發展改革委、科技部印發《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》,都在推進石墨烯產業快速發展。
目前,石墨烯的相關研究也日益受到產油大國的高度重視,甚至上升到了國家政策的高度。例如,2015年11月22日,阿聯酋總統哈利法宣布了“國家科學技術和創新最高政策”,表示阿聯酋將投入3000億迪拉姆(約合820億美元)支持知識經濟和創新發展,為迎接“后石油時代”做好準備。
該計劃將包含100項動議,投資領域主要包括教育、健康、能源、交通、太空和水資源,除此之外,機器人、太陽能、知識產權保護、干細胞研究及生物科技。阿聯酋副總統兼總理、迪拜酋長穆罕默德則表示,出臺上述政策和資金支持計劃是阿聯酋國家經濟形態轉型的重要戰略決策,新的經濟形態下阿聯酋將逐漸脫離對石油資源的依賴。
可以說,全球石墨烯產業發展形勢大好。
目前,我國的石墨烯產業處于何種階段?
趙猛:我國石墨烯近期主要應用于復合材料、導電導熱涂層、超級電容器、鋰離子電池等,未來進一步的發展可能是柔性顯示、太陽能、高性能芯片方面。從技術環境來看,石墨烯已經過了炒作的最熱時期,很多公司已經將注意力從石墨烯的制備轉移到終端應用,產業爆發點已經形成。
從政策環境來說,國家經濟處在重要的戰略轉型期,要實現可持續發展,傳統材料面臨迭代升級,這也為石墨烯的產業化發展提供了一個機遇。
目前,我國石墨烯企業超過百家,并在常州、無錫、青島、深圳等地形成產業集群,逐漸成為全球石墨烯發展的中心,國外也愿意與中國開展合作,如英國國家石墨烯研究院與我國華為公司的合作就是很好的見證。
石墨烯產業還存在哪些瓶頸?該如何解決?
趙猛:雖然目前中國處于石墨烯技術原創國的首位,專利受理數量大幅領先于其他各國,但卻存在低成本量產難、推廣成本巨大、上游強下游弱的不爭事實。過去受限于工藝不成熟、市場不成熟、生產線能力不足等因素,石墨烯成本昂貴,曾一度高達黃金價錢的幾十倍,導致無法量產。
不過,無法量產的問題即將得到解決。世界上最早將石墨烯技術推向產業化的科學家張博增博士已將成熟的單層石墨烯工業化量產技術帶到廈門,并在廈門建立恒力盛泰石墨烯工業化量產基地,計劃2017年底前產能達到300噸,2020年各項石墨烯產品產能爭取達到5000噸,基本滿足中國和世界其他國家較長時期石墨烯產業化的需求。預計2016年內,單層石墨烯每公斤價格可降到市場可接受的價位,且邁入大量商用化階段。
目前國內能夠實現石墨烯工業化生產的企業很少,廈門恒力盛泰石墨烯工業化量產基地年產百噸生產線投產以后,石墨烯成本實現大幅降低,使石墨烯可以更多地應用到相關產品上。隨著石墨烯量產的實現,未來,石墨烯產業化道路越走越寬廣。
(來源:新華網)