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石墨烯产业化如何破冰启航

来源:科技日报 作者:华凌 2017年02月17日 11:13
[导读] 

   

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    近日,新技术行业研究公司壹行研公布“2017年全球石墨烯七大趋势”时称:“石墨烯未来的发展充满变数,发展大规模应用是关键。”无疑,大规模应用将加速石墨烯产业化破冰启航。那么,有哪些切实可行的路径可以实现这一点呢?带着这一问题,科技日报记者采访了石墨烯产业界资深专家和学者。

路径一:针对市场所需开发产品
    找到“杀手级”产品的技术路径是许多石墨烯企业梦寐以求之事。例如,由石墨烯制成的薄膜本身轻薄透明、散热性能优越,如何使其为民所用呢?
    几年前,看手机市场繁荣,科研人员便利用石墨烯薄膜的透明、透光和柔性制成手机触摸屏,代替稀土元素。中国石墨烯产业奠基人、原深圳清华大学研究院院长冯冠平展示中国制造的全球首款石墨烯触屏手机时,令因发现石墨烯而获诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫都十分稀罕。不过,随着技术的发展,触屏手机现在的价格仅为原来的1/3,显然,石墨烯薄膜在这个领域不具有大规模量产的竞争优势。虽然也可应用于华为、中兴的智能手表等可穿戴设备,但需求量很小,不足以带动产业。
    今年年初,在美国拉斯维加斯国际消费电子产品展(CES)上,前NBA著名球员“大鲨鱼”奥尼尔盯着中国出品的石墨烯功能款护腰说,“I want to buy one(我要买一个)”,现场即量身定制,并又将一对石墨烯理疗护膝收入囊中。记者了解到,这款产品的关键技术即是石墨烯薄膜的散热性能,3秒即热,可供给身体所需热量,并具有远红外理疗等功能。
    随着智能手机及电池尺寸的加大,因手机电池过热甚至起火所致的伤害频出。2月10日,美国专利商标局发布一份有关苹果与移动设备散热器的专利申请,其中涉及有利于热传递的便携式电子设备就是由石墨烯构成的散热器在起作用。
    冯冠平在接受记者采访时指出,石墨烯企业要有所突破,必须针对用户迫切需求生产应用产品。理念应是“石墨烯材料应用必须让老百姓能用,看得见、摸得着”。

路径二:上下游企业需抱团取暖
    在市场上,上游是下游的原料供应商,下游是上游的客户,两者关系可谓如影相随、相互依存。而目前石墨烯上下游大多形影分离,虽然行业上游和中游已形成,但是下游产业链严重缺失。
    这会造成上游企业产能过剩,下游企业有产品却挤不进市场试水。例如,有企业用石墨烯粉体开发出锌烯重防腐涂料,其耐盐雾时间达3000小时以上,性能超出传统防腐涂料5倍,但却找不到客户。
    “石墨烯防腐涂料研发成功还仅是第一步,面临最大的问题是市场推广,很少会有企业愿意冒险尝试一个未知的产品。”参与这项研究成果推广的江南石墨烯研究院副院长、留美博士瞿研对记者说。
    他解释道:“首先,涂料企业都不愿意采用石墨烯防腐涂料,因为目前高端涂料市场基本被海虹、佐敦等国际巨头垄断。其次,涂料的验证周期需要20年,尽管这种涂料在实验室里的测试数据很好,但石墨烯作为新兴产业没条件或机会在实际应用中证明其性能。”
    在这种形势下,上下游企业出现抱团取暖、深入合作的现象。生产石墨烯粉体的企业积极帮助生产防腐涂料的企业找到客户,率先将产品应用到海上风电场风电机组塔筒作为防腐保障,填补了国内外将石墨烯运用于防腐领域的空白,并打破传统风电涂料品牌长期垄断市场的格局。

路径三:加速高校院所成果转化
    在全球石墨烯技术发展的热潮下,近年来国内外高校院所的专利申请数量十分可观。据了解,我国石墨烯技术专利申请数量排名前15的机构中,几乎都是高校和科研院所,企业寥寥无几,其中不乏有市场价值的科研成果。因此,加速高校院所产学研一体化进程迫在眉睫。
    石墨烯“诞生地”英国曼彻斯特大学近两年来注重加强与中国企业的合作,将石墨烯领域的突破性成果应用于消费电子产品和移动通信设备。曼大国家石墨烯研究所总监詹姆士·贝克说:“通过与华为公司合作,有望将石墨烯的研究成果应用于日常用品,这种合作伙伴关系将极大地促进英国商业的发展并吸引外资。”
    去年底,欧盟“石墨烯旗舰项目”国际评审专家、东南大学电子科学与工程学院副院长孙立涛教授带领学生团队历时4年多研发出“石墨烯基防霾口罩”,主要借助功能化石墨烯材料超大比表面积优势(实现高效吸附),解决了市场现有口罩(靠静电吸附)容易因静电迅速消失而致防霾失效的问题。现场测试表明,其对PM2.5去除率达99.3%,且具有长效吸附、呼吸顺畅等特点。目前,“石墨烯基防霾口罩”已投入生产。
    诺沃肖洛夫不久前接受记者采访时指出:“科技成果转化很重要,政府应扶持中小企业,促成它们与高校的科技合作,并鼓励人们利用新的科技成果创业。”(记者 华凌) 

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[责任编辑:chenjie]
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