把一个诺奖奖项变成产业化成果只用了三年多 西太湖畔的“石墨烯传奇”

从无到有,西太湖畔,一座“东方碳谷”初露峥嵘:全球第一家石墨烯研究机构——江南石墨烯研究院;全球首款手机用石墨烯电容触摸屏;年产3万平方米石墨烯透明导电薄膜生产线;全国首条石墨烯基超级电容器生产线;国内石墨烯行业首家新三板挂牌企业……一个个第一、唯一比肩世界一流。

中国江苏网11月23日讯  看似普通,厚度为单个原子的石墨烯,让两位英国科学家赢得了2010年度诺贝尔物理学奖。不到四年时间里,这个神奇材料,正在常州武进西太湖畔演绎着令人瞩目的产业传奇。常州市委书记阎立介绍,打通从“发现”到“产业”的创新价值链,该市锁定以先进碳科技为引领的新材料产业,全市拥有国家级新材料产业基地4家,以石墨烯为代表的先进碳材料崭露头角。

从无到有,西太湖畔,一座“东方碳谷”初露峥嵘:全球第一家石墨烯研究机构——江南石墨烯研究院;全球首款手机用石墨烯电容触摸屏;年产3万平方米石墨烯透明导电薄膜生产线;全国首条石墨烯基超级电容器生产线;国内石墨烯行业首家新三板挂牌企业……一个个第一、唯一比肩世界一流。武进区区委书记周斌说,材料产业是工业之母,武进把先进碳材料产业作为头号工程,已初步形成了区域性的石墨烯产业集群,孵化引进19家相关企业,总市值达到20亿元,预计2015年实现销售50亿元,力争打造全国最大的石墨烯生产基地和产业特色基地,攀登价值链高端,掌握行业话语权。

协同创新,协调两只手打造四不像机制

在当前的科技创新中,“孤岛现象”尤为突出。上下游企业之间、产学研之间协同难度较大,导致产业链、创新链和资金链不能有效衔接。有鉴于此,常州在石墨烯这类具有战略性、前瞻性的领域,通过有形之手规划布局、政策联动、搭建平台等方式协同攻坚。2011年5月,由常州市、武进区、西太湖科技产业园共同出资5000万元成立的江南石墨烯研究院,是全国首家专注于石墨烯产业技术研发和企业孵化的公共服务平台。

为了刺激新兴产业从“休眠态”转变为“激活态”,合力形成催化剂效应,研究院采取一种“四不像”管理体制,大力吸引社会资本,组建了注册资本8500万元的投资公司,其性质介于政府、科研院所、企业、事业单位之间,集成了产、学、研的杂交优势,体制模式柔性灵活、开放多元,可以取得共生经济效益。从研究院组织架构就可见其优势——有大学教授,有政府官员,有企业老总,有海归博士,是典型的“混合所有制”,既整合行业的专家,由50多位海内外专家组成咨询委员会,又招揽有创新意识、创业愿望的人才。

德州大学博士瞿研既是研究院副院长,又是第六元素董事长。11月12日,第六元素成功登陆新三板,成为国内第一家真正以石墨烯产品为主营业务的上市公司。“石墨烯,是六边形的分子,可以从6个方向传送热量,在元素周期表排第六。这也是我们将公司取名为第六元素的原因。我们的石墨烯粉体生产线真正让石墨烯从实验室的瓶瓶罐罐走上了工业化流水线,实现了从克到公斤级的飞跃。”原先一克石墨烯价格比钻石还贵,现在每吨在100万~300万元不等,形成了六大系列、13个产品,沙特基础工业等世界巨头纷纷找上门来成为客户。

产学研优势叠加,创新成果层出不穷。目前,研究院已建成综合性研发基地面积1.4万平方米、重点实验室11个,省级先进碳材料测试中心1个,引进国内外领军型石墨烯创新创业团队12个,石墨烯专利申请总量达123件,其中发明专利申请84件,占总申请量的68%,已授权专利21件,积极抢占石墨烯领域技术制高点和行业“话语权”。

产业先导,从实验室到生产线

美国航天局曾经悬赏400万美元,寻找一种足够坚韧的材料,制成长达3.7万公里的缆线,搭建一座可以直通宇宙的“太空电梯”。科学家称,石墨烯将带来新材料领域的革命性变革,将让人类“一步登天”的梦想变成可能。强度是钢铁的200倍,却如此轻薄,1盎司的石墨烯可以覆盖28个足球场;一立方英寸的石墨烯气凝胶放在一片草叶上,草叶不会变形……说起石墨烯的特性,武进区委书记周斌如数家珍。他介绍说,石墨烯具有超薄、超轻、超高强度、超强导电性、优异的室温导热和透光性,几乎完全透明,结构稳定。围绕这些特性,武进以产业化、产品化为先导,让石墨烯的特质充分展现。好比钢筋混凝土,我们把钢筋先做出来,再来添加混凝土。

全球首款石墨烯手机电容触摸屏;全球首款石墨烯重防腐涂料;全球首款石墨烯蛋白质分离试剂;全球最早制备平米级石墨烯透明导电薄膜……武进区副区长王明昌介绍说,一个个颠覆性的新产品不断涌现,创造了7项世界第一。全球首款手机用石墨烯电容触摸屏研制成功,轰动了全世界。二维碳素科技有限公司是国内乃至全球首家拥有自主知识产权、率先实现石墨烯手机触摸屏的企业。走进石墨烯生长机理研究实验室,只见一层透明的薄膜上,有淡淡的墨迹,如果不仔细看,还真看不出来。用这种薄膜制成的触屏手机,屏幕更清澈、透明,还能自由弯曲,照片中的一汪清泉仿佛就在眼前,伸手可掬。副总裁彭鹏说,“石墨烯的厚度是0.35纳米,可以替代盖板玻璃和传感器,使未来的手机更薄,视觉效果更好。”

从租赁实验室从零开始,不到三年成为市场占有率80%的领军企业,碳元科技发展有限公司更是成就了爆发式发展的新经济传奇。走进新落成的现代化厂房,10条人工合成石墨烯导热膜生产线正在满负荷生产,“目前,碳元每年能够生产出240万平方米的石墨膜,应用到至少5亿部手机之上。”董事长徐世中说起一个以产品化思维打开市场的故事。新型石墨烯导热膜研发出来后,他在小米科技董事长雷军的微博上留言,获得了与雷军的10分钟见面机会。“当时,我用打火机点着了,再摸燃烧的地方,温度却不高。雷军当场就定下使用这种散热膜,7天之后公司拿到了订单。”公司顺势切入国内外市场,2014年预计产销超过8亿元。

中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春点评说,与发达国家相比,常州武进的石墨烯产业化站在了同一条起跑线上,甚至在某些领域的实际范围内处于领先地位。发改委、财政部、工信部已联合发文《关键材料升级换代工程实施方案》:到2016年,全面推动石墨烯实现批量稳定生产和规模应用,这预示着石墨烯产业迎来巨大产业空间。

板块起舞,东方碳谷积聚创新能量

石墨烯的神奇特性在于它类似于一种添加剂,与上下游产业碰撞后将产生奇妙的聚合、聚变效应。上市公司中超电缆与江南石墨烯研究院合作,共同成立常州中超石墨烯电力有限公司,重点经营石墨烯电缆及电力行业用石墨烯材料、石墨烯复合材料的研发制造。记者了解到,把石墨烯添加到电缆中,将极大改善半导体材料的性能。江苏海力风电则和第六元素合作开发防腐涂料。一份石墨烯可以替代50份氧化锌,每吨防腐涂料就可以降低成本1000~2000元。总经理沙德权表示,这项技术填补国内外将石墨烯运用在风电防护涂料的技术空白,实现绿色能源高效产出。

西太湖科技产业园党工委书记石旭涌介绍说,斥资20亿元打造的石墨烯科技产业园,上下游企业形成了“门对门”的葡萄串效应。以江南石墨烯研究院为核心,涵盖技术研发、企业孵化加速、产业化应用示范、综合配套服务等,载体面积近50万平方米,建成后将成为江苏乃至全国最大的石墨烯产业协同创新应用示范园区。目前,围绕石墨烯产业已基本形成了“政府引导、企业主体、风险补偿”的投融资服务体系,总规模超过20亿元。同时出台了一系列支持石墨烯及先进碳材料产业发展的配套文件,设立每年6000万,三年不低于2亿元的“碳材料专项资金”。碳元科技、二维碳素等一批后备军也正积极争取登陆海内外资本市场,有望在资本市场形成石墨烯上市板块。

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