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　　石墨烯是一種二維的單層碳原子結構材料，它不僅是世界上最強、最堅硬、最薄的物質(zhì)，同時由于它在已知的材料中電阻率最小、導熱系數(shù)最高，因此也是最理想的電極和半導體材料，被認為可以引發(fā)現(xiàn)代電子科技和信息技術的革命。

　　石墨烯比鉆石還堅硬，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。預計到2020年，石墨烯全球市值1.49億美元。石墨烯的未來，取決于我們能否提供可供高端的基礎材料。

　　當你推著購物車經(jīng)過結算柜臺時，不需要像現(xiàn)在這樣排隊掃描二維碼，物聯(lián)網(wǎng)無線系統(tǒng)會自動統(tǒng)計你購物車中的物品并計價，并從你的購物卡扣除費用，所有的一切將瞬間完成，你只要拿到一個收據(jù)即可。

　　未來讓你享受如此輕松購物的，正是石墨烯技術在射頻識別上的應用。那么，石墨烯這種神奇材料究竟能夠給我們的生活帶來怎樣的變革?我國未來能否實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化呢?帶著相關問題，科技日報記者專訪了一些中外著名科學家、產(chǎn)業(yè)人士，梳理石墨烯發(fā)展過程中的熱點問題，以厘清未來產(chǎn)業(yè)化的突破路徑。

　　“材料之王”將如何顛覆世界

　　大多數(shù)人有用鉛筆在紙上寫字的經(jīng)歷，那留下的痕跡是石墨在一層層剝離，當剝離到最小極限只有一個碳原子厚的單層石墨時，就是石墨烯。令人驚異的是，這種看似平常的物質(zhì)，卻因由英國曼徹斯特大學兩位科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫發(fā)現(xiàn)后共獲2010年諾貝爾物理學獎，從此猶如打開新材料世界的一扇“阿里巴巴”之門。

　　“它是迄今為止在自然界中發(fā)現(xiàn)的最薄、機械強度最大的材料，可以被無限拉伸，彎曲到很大角度不斷裂，還可以抵抗很高的壓力。”諾獎得主海姆教授對科技日報記者說。

　　石墨烯比鉆石還堅硬，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。它穩(wěn)定的晶格結構使碳原子具有優(yōu)秀的導電性、極好的透光性和相對較高的機械強度。

　　如此出眾的石墨烯，令人充滿遐想與期待。濟寧利特納米技術有限責任公司董事長侯士峰博士給記者介紹說：“石墨烯的用途廣泛，未來可在加速物聯(lián)網(wǎng)構建方面大顯身手，如將石墨烯導電油墨產(chǎn)品應用于柔性電子設備、射頻識別標簽、柔性顯示設備和傳感器等。石墨烯還可以做到智能包裝，包裝袋上即時標注食品保質(zhì)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(fā)展，并能為新能源汽車提供續(xù)航里程更高的電池等。”

　　未來石墨烯將有何發(fā)展態(tài)勢

　　很多人擔心，石墨烯會像當年納米材料剛出現(xiàn)一樣，還沒什么產(chǎn)品，概念就炒得滿天飛，降低了產(chǎn)業(yè)信譽度;又恐像光伏產(chǎn)業(yè)一樣，眾多企業(yè)看好蜂擁，直至產(chǎn)量過剩。

　　而中國科學院院士、北京大學化學與分子工程學院教授劉忠范博士在接受科技日報記者專訪時指出，“石墨烯不是一個門檻很低的行業(yè)!不是誰都可以進入，它在技術上要求很高”?？梢哉f這是一個潛力無限但風險極高的行業(yè)。

　　他說：“當前人們說起石墨烯的未來尚處于比較模糊的概念，未來它的發(fā)展態(tài)勢有三種期待，且用三個參比來描述：第一種期待是硅，離開硅就沒有了芯片，而信息化社會的主體是芯片;第二種是碳纖維，在某個領域占領市場，像日本東麗公司對碳纖維壟斷用于國防;第三種是塑料，已擁有百年發(fā)展歷程，在人們生活中必不可少。所以，對我們而言，石墨烯發(fā)展的最低標準是碳纖維，中端如塑料，最高標準是硅，但這種可能性有多大目前還不知道。”

　　10月底，由中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟首次發(fā)布的《2015全球石墨烯產(chǎn)業(yè)研究報告》顯示，預計到2020年，石墨烯全球市場值1.49億美元，2014—2020年年復合增長率是44%，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(fā)展可能是柔性顯示、太陽能、高性能芯片方面。從技術環(huán)境來看，石墨烯已經(jīng)過了炒作的最熱時期，很多公司已經(jīng)將注意力從石墨烯的制備轉(zhuǎn)移到終端應用，產(chǎn)業(yè)爆發(fā)點已經(jīng)形成。

　　《“十二五”期間中國石墨烯行業(yè)深度市場調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》顯示，我國已申請了2200多項石墨烯專利技術，數(shù)量達世界石墨烯專利的1/3。是不是可以說，我國的產(chǎn)業(yè)潛力遠超國外呢?

　　劉忠范指出，“我國要做是不會比國外差的，只是歐洲與我們關注的東西不太一樣，相比之下，他們關注的是高端，我們關注的是低端，做的大多是電容器、鋰電池，或把石墨烯作為‘工業(yè)味精’往水泥、涂料中摻，以提高他們的性能，但是并沒有把石墨烯的導電導熱特性發(fā)揮出來。由于這樣做比較容易進入，所以很多人都在做。然而，真正決勝石墨烯未來的是高端研究!歐洲、美國和日本現(xiàn)在都在做，這也是我們現(xiàn)在存在的問題。所以我們要有自己的基礎研究，不能總聽別人怎么說”。

　　目前，有關很多石墨烯材料的研發(fā)成果僅限于實驗室中，而理想與現(xiàn)實有太大差距?，F(xiàn)實是，至今尚無石墨烯的量產(chǎn)技術，且其制備成本太高，大大限制了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，因此攻克石墨烯低成本規(guī)?；苽浼夹g成為了相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展中至關重要的一步。

　　劉忠范對科技日報記者說，“石墨烯將來有沒有用，取決于能把石墨烯這種材料做成什么樣，我們能否提供可供高端的基礎材料。打個比喻，做衣服首先需要高質(zhì)量的布，我們力爭做出最好的布。碳纖維有標號，石墨烯材料將來也會有標號的，若前者可做10年的話，后者就可做30年。要做的理想狀態(tài)是像日本的碳纖維，在技術上做到壟斷全球市場”。

　　劉忠范強調(diào)，碳纖維應用范圍沒有石墨烯廣，如果能夠把握石墨烯的關鍵，相信未來是我們的。所有人都不懷疑石墨烯的應用，將來會發(fā)展得更迅猛，到那時誰能做出可供高端應用的石墨烯材料時，誰就是老大!

　　在青島召開的“2015中國國際石墨烯創(chuàng)新大會”落帷之際，歐盟石墨烯旗艦計劃執(zhí)行委員會主席、英國劍橋大學石墨烯研究中心創(chuàng)始人兼主任安德里亞·法拉利教授在接受科技日報記者采訪時興沖沖地說，此次來中國發(fā)現(xiàn)石墨烯的發(fā)展非?？?，去年來只看到很多企業(yè)生產(chǎn)的石墨烯材料，而今年居然看到了相關產(chǎn)品，比如烯旺科技研發(fā)制造的石墨烯智能理療護腰和發(fā)熱衣服等。

　　《2015全球石墨烯產(chǎn)業(yè)研究報告》指出，從政策環(huán)境來說，國家經(jīng)濟處在重要的戰(zhàn)略機遇時期，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)材料就面臨著升級換代的要求，這也為石墨烯的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了一個機遇。我國自2008年開始由科技部和國家自然科學基金委陸續(xù)對石墨烯基礎研究進行支持。目前，我國石墨烯企業(yè)超過百家，并在常州、無錫、青島、深圳等地形成產(chǎn)業(yè)集群。

　　中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春對記者說：“我國雖然在全球應用產(chǎn)業(yè)方面做得比較領先，但作為一個制造業(yè)大國迫切需要產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，內(nèi)在需求和外部領域都很強烈。目前，中國已經(jīng)逐漸成為全球石墨烯發(fā)展的核心，國外也愿意與中國合作，由此，在推動石墨烯產(chǎn)業(yè)化方面，基于寧波達成建立國際聯(lián)盟大的框架，中國與國外幾個石墨烯領域的先行國家在2015中國國際石墨烯創(chuàng)新大會上達成了《青島共識》，深入開展的具體工作是：首先與英國形成強強聯(lián)合;與在歐盟旗艦計劃中承擔項目最多的西班牙的一些研究單位和企業(yè)聯(lián)合成立石墨烯研發(fā)平臺;與意大利建立中意雙邊石墨烯創(chuàng)新合作項目;與德國共同推進建立國際石墨烯標準。”

　　正如有的專家所言“石墨烯的春天來了不為過，而詮釋其產(chǎn)業(yè)化還為時尚早，但其環(huán)境氛圍的春天來了”，可謂石墨烯從一開始就伴隨著質(zhì)疑、懷疑、打擊、茁壯成長，而它猶如身懷一身本領的“黑金”，終將會發(fā)光的。