9月18日,2016(北京)國際石墨烯產業(yè)高級研討會及中國國際石墨烯資源產業(yè)聯(lián)盟成立大會在北京中國大飯店召開。中國科學院院士、北京大學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成立這么一個石墨烯的國際組織,應該說是理所應當,因為中國的石墨烯產業(yè)化進程應該說是引領了世界,據(jù)不完全統(tǒng)計,國內目前將近有20個石墨烯產業(yè)園已經(jīng)建成或正在建設之中,在其他國家應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先的差距越來越大,具有領先的優(yōu)勢,同時,剛才前面的講話當中也講到,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該是處于第一方隊,處于前列?! ?/p>
石墨烯產業(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,石墨的供應占全球的72%,那么這些應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)狀和一些大家關注的熱點問題。
究竟什么是石墨烯,我相信在座的各位朋友應該都比較清楚,其實它就是一種碳材料,我們在高中學化學的時候學到苯環(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構。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。學術界也是,剛才各位在報告當中也講到它是最薄最輕的材料,可以想象最薄最輕的材料,同時它也最結實,它的強度是200倍,那么它也是最硬的,導熱過程非常好。金剛石的導熱性非常好,但是它比金剛石的導熱性高兩倍,導電性也極高,導電、導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,因為非常結實,在國防領域,在國防裝備都有廣闊的領域,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,我們國內有300余家企業(yè)在做石墨烯的產業(yè)開發(fā)工作,或者石墨烯設備的研發(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,石墨是一層一層的,當然你不能用膠帶一層一層去撕,這是沒有工藝的價值的,但是你可以用化學辦法把它剝離?,F(xiàn)在國內剝離法生產的石墨烯實際上至少有上千噸的年產量,相對而言成本比較低,但是質量比較差,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)在我們國家年產量可以到百萬噸,質量一般是比較高,價格也比較貴。
當我們說石墨烯產業(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,需要學術界的參與、需要研發(fā)、需要耐心,這個是我想強調的一個方面?!?/p>
石墨烯產業(yè)現(xiàn)在究竟處在一個什么發(fā)展階段,大家都非常關心這件事情。一個新的材料,新的技術,通常情況下我們把它分成五個階段,第一個階段是技術萌芽期,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,學界有個共識,基本上處于這個階段:大家期待非常的高,學術界的貢獻非常的大,但是我要告訴大家的是,基礎研究的人現(xiàn)在已經(jīng)漸漸淡出,從產業(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,在此之后才是產業(yè)化關鍵技術走向成熟的階段。
我個人一直認為,相信大家都有共識,未來的石墨烯產業(yè)非常值得期待,我們不懷疑未來的石墨烯產業(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,那要取決于你關注什么,我一直認為我們的關注不能只僅關注今天的產品,當然產品也非常重要,因為要看到老百姓的需要,但是更多的是我們也要關注未來,需要關注引領未來的石墨烯發(fā)展的前沿方向,這一點非常的重要?! ?/p>
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。這就是所謂的產學研的問題。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導希望能夠關注這件事情。
發(fā)展性研究是一種中長期的投資,希望五年、十年或者二十年內成果能增量社會生產力,但它不會是眼前的產品,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業(yè)研發(fā)計劃,不僅關注現(xiàn)在,也關注五年、十年以后更關注未來,同時關注未來。那么在這里我尤其要強調的是石墨烯專項的指導思想,甚至十年規(guī)劃,重點著眼未來,建設國際一流的石墨烯原創(chuàng)技術和產業(yè)技術的規(guī)劃基地,我們的目標是全面打造未來石墨烯產業(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,希望它能夠引領石墨烯產業(yè)的未來,它的重要角色是搭建研究基礎研究和高技術產業(yè)的橋梁,希望能夠打通解決產、學、研鏈條的一個關鍵,也是我們薄弱的環(huán)節(jié)。在這個研究院我們關注的不是產品,而是未來的新材料,新技術,以及它會帶來的新產業(yè)。
有兩點是能夠作為我們的制度保證,一個是應用牽引的高技術的研發(fā)機構,希望能夠銜接大學科研院所和企業(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?! ?/p>
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,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業(yè)。
在這里我想說的是,石墨烯盡管不會花半個世紀的時間,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),石墨烯產業(yè)應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業(yè)的高度,這一點尤其我們需要強調,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用,石墨烯放到什么地方都有用,當然這個很好,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,當然還有更好的夢,關于石墨烯這種戰(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,因為硅改變了我們人類社會,提升了我們的經(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。