【科技评论】我们离“石墨烯时代” 还有多远
诺贝尔奖获得者Andre Geim教授在“2014石墨烯高峰论坛”上作论坛主旨报告
石墨烯，这个在人们眼中比较生僻的名词最近因为一条新闻“走红”。新闻报道称，鉴于石墨烯所蕴含的无限应用潜力，三星、苹果和谷歌公司开始积累各种与石墨烯有关的专利，未来的竞争之战已在实验室打响。
三大巨头公司的未雨绸缪不无道理。作为目前已知的世上最薄、最坚硬、导电性最好而且拥有强大灵活性的纳米材料，石墨烯成为制造灵活显示屏、可穿戴设备以及其它下一代电子设备的理想材料，未来在触摸屏、传感器、蓄电池等领域的应用充满了想象。比如，通过它制造出可弯曲的智能手表、可折叠成智能手机的平板电脑、15分钟便充好电且续航能力达500公里的电动车蓄电池，等等。
“一场材料领域的‘革命’正在发生。”，石墨烯的发现者和诺贝尔奖获得者Andre Geim教授在深圳向记者表示，预计三五年之内，石墨烯会有一个惊奇的应用。
“石墨烯时代”离我们还有多远？石墨烯对目前的产品有哪些颠覆性的改变？石墨烯与深圳的产业关联度如何？深圳对它的研究和产业化现状如何？在“2014石墨烯高峰论坛”上，记者就此进行了采访。
应用空间无限大
三星苹果谷歌已着手“储备”专利
Andre Geim教授在论坛上介绍，石墨烯是最薄、比表面积最大、最强、最硬、热导率最高、室温下平均自由程最长、载流子迁移率最高的二维纳米材料，具有独特的隧道效应、光学性质、渗透性质等特性。石墨烯材料可以广泛应用于锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、生物质材料、传感器、超高频电子及光电子设备、药物载体，同时可以用作触摸屏、保护膜、选择性过滤渗透膜等。
彭博社日前发表报道称，石墨烯因为其本身的特质，很可能成为未来的神奇材料，并在硬件设计和制造业中引起新一轮革命。由于它可以让设备变得更薄更柔软，彭博社认为它可能成为苹果和三星的下一个战场。目前苹果、三星和谷歌貌似已经在竞争收购，欲将这种材料用于移动和可穿戴设备中的相关知识产权都收入囊中。据预测，到2016年全球移动设备销量将高达8470亿美元，未来五年可穿戴设备的销量将高达190亿美元。掌握了石墨烯的开发技术就成为公司未来在电子设备市场发展的关键。
对未来电动汽车的运用或产生革命性影响
清华大学深圳研究生院近年来在石墨烯的基础研究和产业化发展探索方面做出了较大突破。该院院长康飞宇教授向记者介绍，他的研究团队主攻石墨烯在镍锌电池体系的应用，主要瞄准动力电池和新能源储能电池两个方面。目前实验已经取得很好的结果，正准备申请美国、中国的专利技术。
“我们要研究一种‘绿色电池’，用来取代现在的铅酸蓄电池。”康飞宇说，传统的铅酸蓄电池具有污染、寿命短等缺点，新型镍锌电池的特点是便宜、耐用、安全、容量高，而且充电时间可以大大缩短，这对未来电动汽车的普及将是革命性的影响，因为15分钟完成充电、续航500公里不是不可能的事，完全可以解决目前电动车推广中遇到的电池这一核心难题。
产业化还在路上
欧盟投资10亿欧元启动石墨烯旗舰项目
出席论坛的瑞典查尔姆斯理工大学教授 Jari Kinaret是欧盟石墨烯旗舰项目总协调人。他介绍说，2013年，欧委会通过决定，投资10亿欧元、期限10年，启动了欧盟未来新兴技术（FET）石墨烯旗舰项目，旨在把石墨烯和相关层状材料从实验室带入社会，为欧洲诸多产业带来一场革命，促进经济增长，创造就业机会。石墨烯旗舰项目由瑞典查尔姆斯理工大学牵头、欧盟15个成员国的100多个研发团队组成，其中包括4名诺贝尔奖得主。
两三年内价格将从“黄金价”降到“白菜价”
对于石墨烯的产业化，康飞宇教授认为“还在路上”。近期来讲，要重点解决低成本和规模化生产这两大问题。
康飞宇说，低成本预计明年便可实现。石墨烯目前的价格贵过黄金，最便宜的也要500元/克，但一年之后，就可以降到50元/克，再过两年，可能就降到1～5元/克的“白菜价”。在工业化方面，目前通过天然石墨剥层等技术，石墨烯的生产已经接近量产的水平，未来两三年内，便可大规模应用在电池、导电、导热等材料领域，替代现有的材料。实验室关于这些方面的应用已经做得很好，正往规模化应用发展。从远期来讲，在触摸屏、传感器等器械上的大规模应用还需要三到五年时间，目前这方面的研究仍停留在实验室阶段。
研发热潮已显现
中国国内专利申请数量占全球一半以上
康飞宇教授说，2004年，Andre Geim教授和他的学生发现石墨烯，到2010年两人因此获得诺贝尔奖，只有6年时间。之后，世界范围内对它的研究、应用、投资快速升温。
欧盟石墨烯旗舰项目总协调人Jari Kinaret教授用“热火朝天”来形容目前中国人对石墨烯的研发。据他了解，世界各国对于专利申请的门槛不一，但单从数量上讲，中国大陆申请石墨烯技术的专利占到了全球的50%以上。
深圳不妨冷静做好战略布局
石墨烯是新兴的新材料产业中重要成员之一，在我市近年来蓬勃发展的新能源、电子信息、生物材料、导热材料以及复合材料领域都具有广阔的应用空间。石墨烯与我市现有产业具有良好的契合度，为相关企业的升级换代和产业结构升级提供了契机。
康飞宇和他的团队曾对深圳的石墨烯市场做过调研。调研显示，目前深圳有十来家中小企业正在从事石墨烯的生产应用，研究机构大概十家。但相比于国内无锡和常州等在石墨烯的开发和应用走在前列的几个城市，我市的石墨烯产业基本都处于研究阶段，没有形成规模化，产业化进程较慢。康飞宇认为，这与我市众多企业和机构对石墨烯的认识不足，对下游技术开发和市场需求的反应较慢具有重要的关系。
康飞宇希望深圳在石墨烯热下面要有冷思考。他说，目前全世界对石墨烯的研究和产业化都处在起步阶段，真正离市场化还有一段距离，不宜盲目投资。当前，首先要把基础研究做好，再做投资、规模化生产。对于市政府来说，目前首要的任务并不是“跟风”扶持，而是应该冷静地进行战略布局。
他说，市政府要做的是引进人才，搭建工程中心和实验室，做好市场引导，这对企业都是帮助和支持。
（来源：深圳商报，记者：陈晓薇）