中科院院士:石墨烯要著眼未來 基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究并舉!

發(fā)布時間:2016-09-21   來源:北極星儲能網(wǎng)

  9月18日,2016(北京)國際石墨烯產(chǎn)業(yè)高級研討會及中國國際石墨烯資源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立大會在北京中國大飯店召開。中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授劉忠范在會上做了發(fā)言,以下為劉忠范院士的發(fā)言實錄:   

  首先熱烈祝賀中國國際石墨烯資源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式成立,我想這對石墨烯行業(yè)來說是一件大事,我也很榮幸能夠親臨現(xiàn)場,參與這么一個重大的歷史的一刻,見證這么一個重大的歷史瞬間,非常容幸。

  我覺得由中國來主導(dǎo)成立這么一個石墨烯的國際組織,應(yīng)該說是理所應(yīng)當(dāng),因為中國的石墨烯產(chǎn)業(yè)化進程應(yīng)該說是引領(lǐng)了世界,據(jù)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)目前將近有20個石墨烯產(chǎn)業(yè)園已經(jīng)建成或正在建設(shè)之中,在其他國家應(yīng)該說還沒有這么一個現(xiàn)象?! ?/p>

  中國也擁有最龐大的石墨烯研究隊伍,我們發(fā)表論文的數(shù)量從2011年開始已經(jīng)穩(wěn)居世界第一,大家可以看到遙遙領(lǐng)先的差距越來越大,具有領(lǐng)先的優(yōu)勢,同時,剛才前面的講話當(dāng)中也講到,中國石墨烯專利的數(shù)量,截至2015年初為止,占世界的40%左右,即便是現(xiàn)在最新統(tǒng)計數(shù)據(jù),至少占三分之一是沒有任何問題的,占40%左右是沒有問題的,這些都是一個一個數(shù)據(jù),反映了中國的石墨烯在國際上應(yīng)該是處于第一方隊,處于前列。  

  石墨烯產(chǎn)業(yè)的一個最大的資源優(yōu)勢,是我們的石墨礦,實際上中國的石墨礦可開采量占世界總量的75%,中國的石墨烯,石墨的供應(yīng)占全球的72%,那么這些應(yīng)該說也是石墨烯這個行業(yè)在中國發(fā)展的資源優(yōu)勢,這一點是非常非常的重要。實際上我相信石墨烯在中國可以說是家喻戶曉,上個月底,7月31號,中央CCTV2組織了一個50分鐘的對話欄目,專題就是石墨烯,我也非常有幸邀請去解答石墨烯現(xiàn)在研發(fā)的現(xiàn)狀和一些大家關(guān)注的熱點問題?! ?/p>

  究竟什么是石墨烯,我相信在座的各位朋友應(yīng)該都比較清楚,其實它就是一種碳材料,我們在高中學(xué)化學(xué)的時候?qū)W到苯環(huán),苯環(huán)是六個碳原子和六個氫原子,連成一個二維形狀的結(jié)構(gòu)。石墨烯跟石墨差一個字,實際上他們是有聯(lián)系,大家都熟悉石墨,石墨是一種層狀的碳材料,如果你把它每一層用膠袋剝下來,那就是石墨烯。第一個做這件事情的是我們在座的安德烈.海姆先生,為此他拿到了諾貝爾獎,所以大家經(jīng)常開玩笑的說,這個諾貝爾獎是用膠袋撕出的。學(xué)術(shù)界也是,剛才各位在報告當(dāng)中也講到它是最薄最輕的材料,可以想象最薄最輕的材料,同時它也最結(jié)實,它的強度是200倍,那么它也是最硬的,導(dǎo)熱過程非常好。金剛石的導(dǎo)熱性非常好,但是它比金剛石的導(dǎo)熱性高兩倍,導(dǎo)電性也極高,導(dǎo)電、導(dǎo)熱機械強度等等于一身的材料自然可以成為新材料,正是因為這個樣子,大家可以想象,它的利用前景將會非常非常的廣闊?! ?/p>

  比如說可以觸摸屏,因為它是透明的,又導(dǎo)電,可以說因為是柔性的,所以說柔性的電子器件,可以做電子墨水,電子添加劑等等,還有很多,因為非常結(jié)實,在國防領(lǐng)域,在國防裝備都有廣闊的領(lǐng)域,它的用途也非常非常的廣闊。那么不僅僅是可期待很多,實際上有些已經(jīng)面世了,尤其像我們中國,推出了石墨烯手機,還有像網(wǎng)球拍、石墨烯LED燈泡等等已經(jīng)在市面上都可以買到。那么據(jù)不完全統(tǒng)計,我們國內(nèi)有300余家企業(yè)在做石墨烯的產(chǎn)業(yè)開發(fā)工作,或者石墨烯設(shè)備的研發(fā)工作,市場前景非常大?! ?/p>

  石墨烯是怎么制備出來的呢,一般情況下石墨烯的是有兩種石墨烯,我經(jīng)常愛開玩笑的講,一類是男石墨烯,粉體石墨烯,當(dāng)然還有一種我們叫女石墨烯,很漂亮,單層石墨烯薄膜。從批量制備這個角度講,通常有兩種做法,一個是石墨剝離技術(shù),石墨是一層一層的,當(dāng)然你不能用膠帶一層一層去撕,這是沒有工藝的價值的,但是你可以用化學(xué)辦法把它剝離。現(xiàn)在國內(nèi)剝離法生產(chǎn)的石墨烯實際上至少有上千噸的年產(chǎn)量,相對而言成本比較低,但是質(zhì)量比較差,所謂物美價廉不太存在。還有像薄膜石墨烯,就是我說的這個女石墨烯,是一層一層的通過高溫生長出來的,現(xiàn)在我們國家年產(chǎn)量可以到百萬噸,質(zhì)量一般是比較高,價格也比較貴。

  當(dāng)我們說石墨烯產(chǎn)業(yè),石墨烯新材料的時候,實際上我們也會面臨著理想跟現(xiàn)實的差距,理想的石墨烯是一種完美的蜂窩狀的材料,實際上的石墨烯其實不是這樣子的,我經(jīng)常開玩笑的說它是一件破衣服,每個小塊是不完美的東西實際觀測到的石墨烯的性質(zhì)并沒有那么理想,因為實際做出來的石墨烯跟理想情況差別比較大,用現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)語言的說法,理想很豐滿、現(xiàn)實很骨感,正是因為如此,需要學(xué)術(shù)界的參與、需要研發(fā)、需要耐心,這個是我想強調(diào)的一個方面?!?/p>

  石墨烯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在究竟處在一個什么發(fā)展階段,大家都非常關(guān)心這件事情。一個新的材料,新的技術(shù),通常情況下我們把它分成五個階段,第一個階段是技術(shù)萌芽期,第二個階段是期望頂峰,爬坡期,最后才是大規(guī)模的應(yīng)用。大家想象一下,石墨烯從2004年,到現(xiàn)在只有12年的時間,應(yīng)該說我們還需要時間。

  那現(xiàn)在石墨烯處于什么樣的發(fā)展階段,學(xué)界有個共識,基本上處于這個階段:大家期待非常的高,學(xué)術(shù)界的貢獻非常的大,但是我要告訴大家的是,基礎(chǔ)研究的人現(xiàn)在已經(jīng)漸漸淡出,從產(chǎn)業(yè)研發(fā)這個角度講,這個隊伍在不斷壯大。這個時候需要國家的意志、政府的意志,需要有企業(yè)遠見的投入,同時不懈的努力跟堅持非常的重要,在此之后才是產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)走向成熟的階段。

  我個人一直認為,相信大家都有共識,未來的石墨烯產(chǎn)業(yè)非常值得期待,我們不懷疑未來的石墨烯產(chǎn)業(yè),但是我們能切到多少蛋糕,我們每個國家能切到多少蛋糕,我們每個企業(yè)能切到多少蛋糕,那要取決于你關(guān)注什么,我一直認為我們的關(guān)注不能只僅關(guān)注今天的產(chǎn)品,當(dāng)然產(chǎn)品也非常重要,因為要看到老百姓的需要,但是更多的是我們也要關(guān)注未來,需要關(guān)注引領(lǐng)未來的石墨烯發(fā)展的前沿方向,這一點非常的重要。  

  在這一點上,我愿意引用改革開放之初楊振寧先生寫給鄧小平的信的說法,他說中國的科學(xué)研究傾向于走兩個極端,或者太注意原理的研究,或者太注意產(chǎn)品的研究,介于這兩種研究之間的發(fā)展性研究似乎沒有被注重。這就是所謂的產(chǎn)學(xué)研的問題。我覺得三十多年后的現(xiàn)在,這個現(xiàn)象依然存在,我提醒我們在座的領(lǐng)導(dǎo)希望能夠關(guān)注這件事情。

  發(fā)展性研究是一種中長期的投資,希望五年、十年或者二十年內(nèi)成果能增量社會生產(chǎn)力,但它不會是眼前的產(chǎn)品,不會帶來眼前的利益,它會帶來未來的核心和競爭力。

  前途是光明的,我們也看到了希望。兩個月前7月4號,北京正式啟動了石墨烯科技發(fā)展專項,制定了未來十年的石墨烯產(chǎn)業(yè)研發(fā)計劃,不僅關(guān)注現(xiàn)在,也關(guān)注五年、十年以后更關(guān)注未來,同時關(guān)注未來。那么在這里我尤其要強調(diào)的是石墨烯專項的指導(dǎo)思想,甚至十年規(guī)劃,重點著眼未來,建設(shè)國際一流的石墨烯原創(chuàng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)的規(guī)劃基地,我們的目標(biāo)是全面打造未來石墨烯產(chǎn)業(yè)的核心競爭力,我也參與這個工作,我是專家組的組長?! ?/p>

  在這里我要強調(diào)的是,一個重要的舉措是成立北京石墨烯研究院,希望它能夠引領(lǐng)石墨烯產(chǎn)業(yè)的未來,它的重要角色是搭建研究基礎(chǔ)研究和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的橋梁,希望能夠打通解決產(chǎn)、學(xué)、研鏈條的一個關(guān)鍵,也是我們薄弱的環(huán)節(jié)。在這個研究院我們關(guān)注的不是產(chǎn)品,而是未來的新材料,新技術(shù),以及它會帶來的新產(chǎn)業(yè)。  

  有兩點是能夠作為我們的制度保證,一個是應(yīng)用牽引的高技術(shù)的研發(fā)機構(gòu),希望能夠銜接大學(xué)科研院所和企業(yè)這么一個橋梁,通過機制創(chuàng)新來實現(xiàn)把這個國家、把政府的意志,央企和私企意志結(jié)合起來打造一條新的路。BGI我們希望它能夠助力科技強國夢。  

  石墨烯的發(fā)展,我覺得我們可以從碳纖維的發(fā)展歷史汲取很多營養(yǎng),大家應(yīng)該都知道碳纖維,1962年的時候日本的碳纖維公司他們就小方向的攻關(guān),到1971年才正式運行,花了九年的時間,之后一路往前走現(xiàn)在形成了一個龐大的碳纖維的產(chǎn)業(yè)。

  在這里我想說的是,石墨烯盡管不會花半個世紀(jì)的時間,但是作為新興材料來說,我們需要堅持,我尤其要強調(diào)的是,50年前的碳纖維,它可能做自行車,但是現(xiàn)在的碳纖維可以作為航空航天材料,從這個意義上講,石墨烯也是一樣,現(xiàn)在的石墨烯并不是理想的,只要是堅持我們未來的石墨烯行業(yè),石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)該是前景非常的光明。

  最后我想回答一下別人經(jīng)常問我的問題,石墨烯究竟是前途無量還是曇花一現(xiàn),有三件事情我愿意跟大家分享,第一點,制備決定未來,并不是因為我專注于制備工作,現(xiàn)在的石墨烯并不是理想的石墨烯,你制備達到的高度將是未來石墨烯產(chǎn)業(yè)的高度,這一點尤其我們需要強調(diào),追求極致,精益求精非常重要,我們需要。

  第二點,從萬斤油到殺手锏的應(yīng)用,石墨烯放到什么地方都有用,當(dāng)然這個很好,但實際上最重要的是石墨烯要找到別人無可替代的東西,作為殺手锏的應(yīng)用,所以在這一點大家還在尋找,我們需要不懈的努力。

  最后一點石墨烯究竟能走多遠,也是別人經(jīng)常問我的問題,我給石墨烯設(shè)計了三種未來,第一種未來是碳纖維的未來,我剛才已經(jīng)講到碳纖維,在某個行當(dāng)里面它是殺手锏。石墨烯有沒有可能做到這一點,我可以很自信的告訴大家,這點是能夠做到的,那么第二種未來比這個走得更遠,塑料100多年前發(fā)明了塑料,我們可以想象一下,我們這個屋里有多少東西在用塑料,我們離開塑料不能生活,石墨烯也有可能做到這一點,當(dāng)然還有更好的夢,關(guān)于石墨烯這種戰(zhàn)略新興材料像硅材料一樣,我們知道硅材料改變了我們,我們現(xiàn)在離不開手機,離不開計算機,沒有硅材料就沒有這些信息化的設(shè)備,石墨烯有沒有可能呢?你們暢想它是有可能的。

  材料是人類文明和社會進步的階梯,回顧過去一萬多年的文明史,我們經(jīng)理了不同時代,我們現(xiàn)在可以稱之為硅時代,因為硅改變了我們?nèi)祟惿鐣嵘宋覀兊慕?jīng)濟生活層面。比方說幾百年以后,我們回過頭來看有沒有可能有石墨烯時代?我相信這種可能是存在的,這種可能是有的,讓我們一起來期待,來參與推動這個美好的到來。

      關(guān)鍵詞: 中科院,石墨烯,應(yīng)用研究

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