它被稱為“新材料之王”，又被科學家預言將“徹底改變２１世紀”，它超薄、堅韌、致密的特性也成為工業消費領域盛威“新寵”，它就是石墨烯。
“石墨烯作為材料界新星，憑借優異性能可廣泛應用于新能源汽車、航空航天等多個領域，有望被列為重點發展對象。”工業和信息化部原材料工業司司長周長益在日前舉行的２０１５中國國際石墨烯創新大會上表示，包括石墨烯在內的新材料產業發展的“十三五”規劃正在編制并即將出臺。
下一個產業藍海
石墨烯是一種碳原子單層平面晶體新材料，它獨特的碳單層結構一度被認為無法穩定存在。２００４年，英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功從石墨中分離得到石墨烯，并因此榮獲２０１０年諾貝爾物理學獎。
作為材料界的新星，石墨烯是目前已知室溫下最好的導電和導熱材料，是人類已知強度最高的物質，具備極高的透光性和極大的比表面積。石墨烯優異的性能使得它在多個領域具備變革潛力，已經有所建樹的領域包括散熱材料、柔性觸摸面板、微型傳感器、二次電池、芯片材料等。
我國發展石墨烯具有天然的優勢，已探明的天然石墨儲量約５５００萬噸，居世界首位。
工業和信息化部日前公布《＜中國制造２０２５＞重點領域技術路線圖（２０１５年版）》，對石墨烯的發展路徑進行了明確梳理，指明了未來發展的方向，并明確指出石墨烯產業“２０２０年形成百億產業規模，２０２５年整體產業規模突破千億”的發展目標。
在國家戰略指引下，我國石墨烯研發和專利持有量已在全球占據一席之地。國家在“十二五”規劃中明確將包括石墨烯在內的新材料列為重要的戰略性新興產業；國家自然科學基金委員會已經陸續撥款超過３億元資助石墨烯相關項目；國家引導石墨烯產業成立了中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟，聯盟成員已達５３家，６位聯盟常務理事單位分別對石墨烯技術路線、標準戰略、專利布局、國際合作和產業促進進行支持和合理引導。
據記者了解，自２０１２年開始，我國在石墨烯論文和專利方面居全球首位。目前，我國石墨烯企業超過１００家，并在常州、無錫、青島、深圳等地形成產業集群。
但是，我國石墨烯產業還面臨技術轉化能力弱、商業應用領域窄等問題。周長益表示，工業和信息化部將以市場開發遇到的問題為導向，以終端產品的需求為牽引，采取一條龍模式，幫助企業構建完善產業鏈，圍繞產業鏈配置創新鏈，聚集創新要素，強化上下游協同創新，提升石墨烯產品的綜合性能，抓住新材料、高端裝備快速發展及制造業由大變強的大好機遇，大力推進首批次的商業化運用，力爭把石墨烯打造成新材料產業發展的先導產業。
多方合力推進產業發展
１１月４日，深圳市先進石墨烯應用技術研究院、深圳市石墨烯協會揭牌成立，這是深圳市目前獲批的惟一一個針對石墨烯應用的專業化研究院。“石墨烯作為２１世紀最具發展潛力的新材料，在電池、可穿戴設備、冷凝器等方面的應用頻現突破，有望成為下一個萬億級的產業。”深圳市副市長陳彪表示。
深圳經過多年發展聚集了一批石墨烯的研究機構和企業，為石墨烯產業的發展壯大奠定了基礎。據悉，華為與曼徹斯特大學合作研究石墨烯的應用合作及石墨烯領域的研發；比亞迪正全力研發石墨烯—磷酸鐵鋰電池；貝瑞特擁有多項專利正著手研發石墨烯儲能電池；烯旺在石墨導電、導熱、防腐等多個領域的應用研發處于國際領先水平，已申報發明專利３０多項。目前深圳在石墨烯產業鏈的兩端已經具備了推動產業快速發展的基礎，特別是在下游的運用中擁有得天獨厚的優勢。
“東旭光電正順應新材料領域發展趨勢，將石墨烯作為公司進軍新材料產業的重要抓手，積極進行石墨烯產業布局。”東旭光電投資負責人、北京旭碳新材料有限公司董事長王忠輝接受記者采訪時表示。
據了解，２０１４年６月，東旭光電與北京理工大學共同成立了石墨烯研究院。今年３月，東旭光電又與北京理工大學共同成立北京旭碳新材料科技有限公司，作為石墨烯新材料的技術研發、項目孵化和產業運營平臺，推進石墨烯制備及應用技術的突破。今年７月，東旭光電與中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟簽署戰略合作協議，雙方在信息交流、資源整合、戰略規劃、市場推廣等領域展開全方位戰略合作，打造專業化的石墨烯產業投融資平臺——北京東旭華清投資有限公司。
“在石墨烯應用領域，石墨烯透明導電薄膜有望最先實現產業化。”王忠輝表示，目前，國內多家科研院所和企業已經掌握石墨烯薄膜的小批量制備技術，但現有工藝設備無法實現批量化生產，目前正在解決石墨烯薄膜“卷對卷”生產技術，提高生產效率，降低生產成本。
而日前，青島市政府向石墨烯的發現者安德烈·海姆頒發證書，大手筆布局石墨烯產業。目前青島多家高校、科研機構和企業都開展了石墨烯及相關產品的研究與開發，青島高新區作為中國北方惟一的國家級石墨烯產業創新示范基地，正積極打造以石墨烯為核心，以海洋為特色的新材料科技創業園，顯示出了良好的發展前景。
應用范圍廣泛
１１月３日，北京碳世紀科技有限公司在江蘇常州召開全球首條石墨烯（單層碳原子）噸級示范生產線建成新聞發布會。該生產線產品為單層碳原子材料，且年產量能夠達到噸級，這在世界范圍內尚屬首次。標志著單層碳原子石墨烯終于走出實驗室，正式實現工業化。
石墨烯實驗室制備的成本高昂，其工業化制備技術被全世界科學家廣泛關注和研究著，此次碳世紀技術團隊開拓出一套獨特的生產工藝，２０１４年初開始建設石墨烯噸級示范生產線，至２０１５年１０月底正式建設完工。
據記者了解，目前，碳世紀已經在１６個領域開展了２３項石墨烯下游應用技術的研發，并在潤滑、涂料、膜技術等領域與多家公司展開合作，其自主研發的碳威牌石墨烯發動機油改進劑產品已經開始量產和銷售。
濟南圣泉集團股份有限公司推出的由石墨烯內暖纖維制造的圣養牌多功能服飾則讓石墨烯穿戴起來。據圣泉董事長唐一林介紹，目前，圣泉集團已經建立起全球首條１００噸／年生物質石墨烯工業化生產線，生產的能導電導熱，又能抗菌抑菌的“圣養”石墨烯服飾已經開始投放市場。而制備石墨烯所用材料均為價格低廉、數量龐大、來源廣泛的農作物秸稈，在實現石墨烯工業化充分量產之后，將擁有產量和價格雙重優勢。
深圳烯旺新材料科技股份有限公司推出的石墨烯智能理療護腰產品，在京東眾籌平臺上一個月內籌集９３８萬余元，獲得１．２萬余名支持者。
而石墨烯潤滑油的出現，將成為潤滑油行業一項重大的轉折點。石墨烯潤滑油不僅節能減排，沒有任何大氣污染，而且有利于汽車省油和續航，實現企業和用戶雙贏。隨著國家對環保的重視，石墨烯潤滑油未來將會有更加廣闊的發展空間。
目前已存在石墨烯聚合材料電池，其儲電量是目前市場最好產品的三倍，用此電池提供電力的電動車最多能行駛１０００公里，而其充電時間不到８分鐘。石墨烯聚合材料電池的成本將比鋰電池低７７％，重量也僅為傳統電池的一半。如果石墨烯材料能夠廣泛應用，成本降低、續航里程和充電時間減少等優勢突出，將成為未來電動汽車發展的福音。
業內人士認為，長期來看，石墨烯在電動車、柔性電子領域的產品都將成為萬億級市場。在電子信息領域，石墨烯芯片的出現或將顛覆硅材料，將人類帶到一個全新的時代。而短期來看，海洋工程防腐、電子器件散熱則是石墨烯“最接地氣”的應用，帶動石墨烯材料制備的快速發展，為石墨烯在未來高端領域的應用積累技術經驗和產業基礎。
來源：中國高新技術產業導報
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