石墨烯是最輕最薄、導電最佳、散熱性能最強、超堅韌的新型納米材料，僅吸收2.3%的光，幾乎完全透明。素有“黑金”美譽的石墨烯，近年來逐漸成為資本市場追逐的熱點。日前，由中國科協科學技術傳播中心和北京市科協共同主辦，中關村天合科技成果轉化促進中心承辦的“產業前沿技術大講堂”在北京舉行，來自業界的專家、企業家共同把脈我國的石墨烯產業發展。
石墨烯起步晚潛力大
原本寂寂無聞的石墨烯突然闖進公眾視野，要從2004年說起。英國曼徹斯特大學教授安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛從石墨中成功分離出石墨烯。2010年，兩人借著在石墨烯方面的創新研究摘得諾貝爾物理學獎。由此，石墨烯的材料明星之路正式開啟。
據不完全統計，目前全球已有近300家公司涉足石墨烯研究，包括IBM、英特爾、美國晟碟、陶氏化學、通用、杜邦等。其中，三星、IBM、東芝、韓國科學技術研究所、韓國成均館大學等企業和高校具有較高競爭力。
“我國的石墨烯研究雖然起步較晚，但發展速度快，有著潛在的優勢，近年來國內相關專利申請和申請人數增長非常迅速。”凝聚態物理專家、中科院院士高鴻鈞說。統計數據顯示，從1994年開始至今，全球有超過1.25萬件石墨烯相關專利。從技術原創國專利申請數量來看，中國、韓國、美國、日本申請的專利量位居全球前四，占比分別是50%、14%、6%和6%。“我國石墨烯相關專利量具有絕對優勢，可以說在石墨烯技術研究領域中國是領先的，但部分石墨烯核心專利依舊掌握在少數大國手中。”高鴻鈞表示。
石墨烯重科研輕應用
當前，我國石墨烯材料正處于從實驗室走向產業化的關鍵時期，受生產技術成熟度不高、產業化應用路徑長等因素制約，石墨烯批量化生產尚未完全實現。更糟糕的是，國內石墨烯產業出現了重上游輕下游、重科研輕應用的現象。
石墨烯產業上游為石墨烯資源，中游為石墨烯薄膜與粉體制作等環節，下游為石墨烯應用環節。“按照國際上的通行標準，只有1層至2層的納米薄片才能稱之為石墨烯，只有沒有任何缺陷的石墨烯才具備各種強大特性。”高鴻鈞說，我國石墨烯相關技術的研發主體是大學和科研機構，雖然在石墨烯論文發表量上位居全球首位，但不少科研院所并不知道產業界到底要什么，科研和應用嚴重脫節;而企業研發力量薄弱分散，目前還處于專利布局期，下游產業鏈尚未形成，不利于石墨烯技術跨越式發展。
事實上，石墨烯下游產業不僅附加值更高，發展空間也十分廣闊。比如，最新出現的石墨烯下游產品已有石墨烯理療保暖產品、石墨烯內暖纖維制成的服裝、第二代石墨烯手機、石墨烯防彈衣、石墨烯防靜電輪胎、石墨烯動力電池等。“正因如此，美國石墨烯產業化和應用進展都比較快，已形成覆蓋從制備及應用研究到石墨烯產品生產、下游應用全環節的石墨烯產業鏈。”《新材料產業》執行主編劉馨表示。
根據切薩布魯夫技術生命周期理論，石墨烯產業仍處于技術成長期，且技術演化趨勢正由石墨烯制備工藝向具體應用領域轉變。“隨著研究的深入，石墨烯應用領域將不斷拓展，國內石墨烯產業若想尋求突破，還需大力提升科技和產業創新融合能力。”高鴻鈞說。
石墨烯投資機遇與風險并存
盡管國內石墨烯應用并不樂觀，但石墨烯產業的前景已十分明朗。2006年至2011年間，美國國家自然科學基金會資助近200項石墨烯項目;2015年歐洲提出石墨烯旗艦計劃，旨在把石墨烯及相關二維材料從實驗室推廣到社會應用中;2015年，我國工信部發布《中國制造2025》重點領域技術路線圖，提出我國石墨烯材料未來10年的發展目標。
由中關村天合科技成果轉化促進中心編寫的《石墨烯技術及產業化前景綜述》認為，國內外各大研究機構的分析結果表明，未來5年到10年將是全球石墨烯產業的高速發展期，各行業對石墨烯的需求量將不斷增加。