“新材料之王”有何神奇？

能隨意彎折的手機(jī)常常出現(xiàn)在很多科幻電影中，然而這一場(chǎng)景有望很快成為現(xiàn)實(shí)。

日前，在合肥微晶材料科技有限公司的實(shí)驗(yàn)室，記者看到一種神奇的石墨烯導(dǎo)電膜，如同卷紙一樣一卷一卷生產(chǎn)，看上去與普通塑料紙無(wú)異，可以隨意彎折。這是該公司采用最新納米材料制造技術(shù)與工藝，成功推出的新一代石墨烯納米銀線復(fù)合柔性透明導(dǎo)電膜，這種導(dǎo)電膜的研發(fā)及量產(chǎn)，未來有望應(yīng)用于柔性顯示屏。

“石墨烯納米銀線復(fù)合產(chǎn)品具有較小的彎曲半徑，且在彎曲時(shí)電阻變化率較小，可以更好地延伸，同時(shí)具備更高的透光率。應(yīng)用在曲面顯示設(shè)備，例如智能手表、手環(huán)等產(chǎn)品時(shí)，具有明顯優(yōu)勢(shì)，未來有望替代ITO（氧化銦錫材料），成為重要的新型顯示器材料。 ”微晶公司總經(jīng)理張梓涵介紹，目前常見的生產(chǎn)方法，是在金屬基底上催化生長(zhǎng)，缺點(diǎn)是不僅工藝復(fù)雜、成品率難以保障，而且生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)成本居高不下。而微晶公司科研人員從石墨烯粉末中提取有用物質(zhì)，配制出溶液直接涂布在介質(zhì)上，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

作為一種新型材料，石墨烯具有良好的柔性、出色的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性、優(yōu)異的物理與化學(xué)穩(wěn)定性，以及具有結(jié)構(gòu)和性能易于調(diào)控等優(yōu)良特性，被稱為 “新材料之王”，可廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、新能源、柔性電子傳感器、復(fù)合材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。 “厚度僅為頭發(fā)絲的20萬(wàn)分之一，強(qiáng)度是鋼的200倍，即便大角度彎曲也不會(huì)斷裂，石墨烯具有很多獨(dú)特的優(yōu)良性能，這些獨(dú)特性能一旦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，將對(duì)多個(gè)領(lǐng)域帶來革命性的變革。”中科大物理學(xué)院副院長(zhǎng)王冠中介紹。

隨著技術(shù)的突破、價(jià)格的下滑，石墨烯將得到更廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)規(guī)模將呈高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)到2020年石墨烯將形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，全球石墨烯市場(chǎng)規(guī)模將突破1000億元。

產(chǎn)業(yè)化推廣瓶頸何在？

一個(gè)產(chǎn)業(yè)的興起往往要經(jīng)歷6個(gè)階段：技術(shù)概念期、產(chǎn)品導(dǎo)入期、市場(chǎng)擴(kuò)張期、并購(gòu)競(jìng)爭(zhēng)期、成熟調(diào)整期、產(chǎn)業(yè)衰退期。目前石墨烯產(chǎn)業(yè)正在從技術(shù)概念期向產(chǎn)品導(dǎo)入期過渡，尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。“現(xiàn)在石墨烯產(chǎn)業(yè)上中游發(fā)展火熱，下游應(yīng)用一直是短板，缺乏大規(guī)模應(yīng)用是制約行業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，關(guān)鍵在于如何將實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)導(dǎo)入到下游的應(yīng)用中。 ”張梓涵說。

省經(jīng)信委原材料工業(yè)處處長(zhǎng)陳保章認(rèn)為，目前我省石墨烯產(chǎn)業(yè)還處于起步階段，從事與石墨烯產(chǎn)品制備相關(guān)行業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)并不多，主要集中在合肥、馬鞍山兩地，主要涉及石墨烯設(shè)備及產(chǎn)品，其中設(shè)備生產(chǎn)已經(jīng)比較成熟。

“關(guān)鍵技術(shù)還有待突破，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還需時(shí)日。 ”張梓涵介紹，目前國(guó)內(nèi)涉及石墨烯概念的企業(yè)多達(dá)上百家，但真正從事研發(fā)的企業(yè)不過20家左右。石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品低端化、同質(zhì)化，市場(chǎng)魚龍混雜，產(chǎn)品品質(zhì)參差不齊，很多都是在炒概念，行業(yè)規(guī)范有待完善。

張梓涵認(rèn)為，目前行業(yè)還沒有形成盈利模式，市場(chǎng)尚處于培育階段。在研發(fā)方面需要投入大量資金，而下游應(yīng)用市場(chǎng)尚未打開，產(chǎn)品銷售額低。 “目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和應(yīng)用開發(fā)石墨烯產(chǎn)品的企業(yè)多為中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)，資金、人員和研發(fā)實(shí)力都相對(duì)較弱。因此，高技術(shù)水平、低成本制備技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用開發(fā)，還未取得實(shí)質(zhì)性突破，這也成為制約我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。 ”

石墨烯如何走出實(shí)驗(yàn)室？

根據(jù)工信部、發(fā)改委、科技部印發(fā)的《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，到2020年，我國(guó)將形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化和低成本化，形成若干具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的石墨烯企業(yè)，在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

當(dāng)前，我國(guó)石墨烯材料正處于從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)期。王冠中認(rèn)為，將石墨烯從概念化轉(zhuǎn)為產(chǎn)業(yè)化，還需逐步加強(qiáng)政策支持。推動(dòng)一批產(chǎn)業(yè)示范項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)石墨烯材料穩(wěn)定生產(chǎn)，在部分工業(yè)產(chǎn)品和民生消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。隨著產(chǎn)量的提升以及整個(gè)行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，石墨烯的成本端正快速下降，石墨烯薄膜的價(jià)格也有望隨之降低，成本劣勢(shì)會(huì)不斷縮減。

張梓涵認(rèn)為，推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，還需加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。縱觀歐美日韓等國(guó)，均有著完善的產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制，石墨烯產(chǎn)品的研發(fā)主體都是企業(yè)，高校及科研院所負(fù)責(zé)基礎(chǔ)開發(fā)，產(chǎn)品導(dǎo)入階段由企業(yè)負(fù)責(zé)，以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用指導(dǎo)研發(fā)，促進(jìn)科研成果有效轉(zhuǎn)化。“當(dāng)前石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，重點(diǎn)在下游應(yīng)用上發(fā)力。一方面要不斷加大研發(fā)投入，提高研發(fā)速度和研發(fā)深度，集中優(yōu)勢(shì)資源進(jìn)行技術(shù)突破；另一方面還需加強(qiáng)與高校合作，加速應(yīng)用產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，并不斷開拓應(yīng)用市場(chǎng)，早日將實(shí)驗(yàn)成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。 ”

“當(dāng)前石墨烯市場(chǎng)亟待規(guī)范，很多企業(yè)只是在炒概念，如行業(yè)無(wú)序發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致惡性競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)整個(gè)行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生致命危害。必須建立健全行業(yè)規(guī)范，避免惡性競(jìng)爭(zhēng)。 ”張梓涵認(rèn)為，目前石墨烯應(yīng)用技術(shù)多處于中試階段，市場(chǎng)不確定性較大。投資者應(yīng)理性投資，理性判斷行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，避免跟風(fēng)炒作。同時(shí)應(yīng)發(fā)揮政府資金的引導(dǎo)作用，以市場(chǎng)應(yīng)用為導(dǎo)向，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。