中科院院士刘忠范忠告石墨烯研究切勿急功近利

国外更多关注真正体现石墨烯新材料特性的未来型技术研发,而中国则大多关注近期的实用性产品的开发,生产企业主要以初创期的中小微企业为主,同质化竞争严重,高端研发方面相对欠缺。

石墨烯曾经是资本市场的热门概念,和市场给与的巨大期望相比,产业化进展一直不大。

4月10日,中国科学院院士,全国政协常委,九三学社中央副主席,北京石墨烯研究院院长刘忠范围绕“新材料产业发展的底层逻辑:石墨烯的创新实践”对石墨烯产业现状和未来前景做了分享。

石墨烯目前很多领域还处于基础研究阶段,离产业化还比较远,从制备等方面看还有很多不足,而且污染大,产能利用率低。

石墨烯被誉为21世纪的战略性新兴材料。从2004年被两位英国物理学家通过撕胶带的方式获得,其优越性能被大众认识,2010年这两位科学家被授予诺贝尔物理学奖。围绕石墨烯,国内发表多篇论文,远超美国,而且和石墨烯有关的公司注册量一直在增加。

刘忠范认为,石墨烯应该借鉴日本东丽研究碳纤维的案例,长期埋头科研,下苦功夫一点一滴慢慢突破。

他表示,粉体石墨烯一般用石墨剥离出来,不能用胶带,是一个化工过程,最简单是浓硫酸加上高锰酸钾强氧化,把它一层层搅拌,可以撕开,但是很难控制,大片小片不统一,质量不佳。1公斤石墨烯需要50吨的水和50公斤的浓硫酸,会带来大量的环境污染问题。

薄膜石墨烯是用炉子烧,通常用铜箔,通上天然气1000摄氏度然后长出1层石墨烯,单层面积不大,也很难撕下来。

根据2022年数据,粉体石墨烯产能是2.5万吨,薄膜石墨烯产能是540万平方米左右,但前者利用率是7%左右,后者利用率是0.23%,大量的产能过剩,都是政策乱导向带来的。

刘忠范2019年花了半年时间走遍全国14个省29个城市,实地考察了上百家企业。考察的结果是国内石墨烯产业竞争力不足。

国外更多关注真正体现石墨烯新材料特性的未来型技术研发,而中国则大多关注近期的实用性产品的开发,生产企业主要以初创期的中小微企业为主,同质化竞争严重,高端研发方面相对欠缺。

他表示,未来如果不改变这种急功近利的思维方式,中国在石墨烯等硬科技领域还会不断出现“卡脖子”问题。

他认为,一种新材料要想站住脚必须有离开它不行的用途,也就是杀手锏应用,石墨烯产业的低成本规模化制备技术、低成本的批量剥离转移技术等都没解决。

他认为,产业、技术、市场和科学不是一回事,各有各的范围和责任,科学是天马行空,需要的是自由,应该交给学术共同体。从某种意义上讲,政府不能离科学前沿太近,否则会带来巨大的决策风险,同时破坏学术生态。

产业和市场需要敢吃螃蟹的创新生态和公平竞争的文化土壤。政策的导向必须以繁荣市场为准则,这是有为政府必须承担的重任。

刘忠范带头成立北京石墨烯研究院,同时成立了北京石墨烯研究院有限公司,在做石墨烯的基础研究和产业化孵化。在其带领下,装备制造等都做了革新,4英寸单晶晶圆可年产将近2万片,去年装备销售达到1500万元,另外由于石墨烯很难剥离,就直接在工程材料表面高温生长石墨烯,不剥直接用,叫蒙烯材料,该材料找到了产业化方向,其年产值目前有几千万元。

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