“新材料之王”石墨烯是傳奇還是傳說？

　　上周末，石墨烯圈里的人都在熱傳一個消息，石墨烯要上央視啦!2016年7月30日周日，央視財經(jīng)頻道《對話》欄目播出了特別節(jié)目《石墨烯是傳奇還是傳說》。節(jié)目邀請了很多行業(yè)大咖就石墨烯烯的應(yīng)用、市場前景、存在問題，到底有沒有前途等熱點問題展開了精彩的探討，下面和小編一起去看看吧!

　　“新材料之王”石墨烯，從首次成功分離，到被業(yè)界瘋狂追捧，只有短短十幾年的時間。 石墨烯是目前已發(fā)現(xiàn)的最輕、最薄、強度最大、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好的物質(zhì)，厚度僅相當(dāng)于人類頭發(fā)絲的十萬分之一，強度卻可以達(dá)到鋼鐵的200倍。它的出現(xiàn)刷新了人類對于物質(zhì)世界和微觀世界的認(rèn)識。

　　石墨烯的種種特質(zhì)使它成為制造超級芯片、太陽能電池板、移動設(shè)備、航空航天設(shè)備、汽車蓄電池的原材料，并大大提高其性能。因此有人預(yù)言，石墨烯將替代石油，替代硅，以及目前普遍應(yīng)用的很多材料。

　　本期《對話》就要對這個讓全世界都為之瘋狂的“黑金”——石墨烯一探究竟。

　　認(rèn)識石墨烯——關(guān)于石墨烯的十萬個為什么

　　石墨烯是怎么被發(fā)現(xiàn)的?

　　2004年，英國曼徹斯特大學(xué)兩位科學(xué)家首次在實驗室，通過膠帶從石墨上分離出一層晶體物質(zhì)，它就是今天被稱為神奇材料的石墨烯。發(fā)現(xiàn)石墨烯的兩位科學(xué)家，因此榮獲2010年諾貝爾物理學(xué)獎。

　　石墨烯真的很強大嗎?

　　是的。它幾近透明，卻異常柔韌，是目前人類發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強的材料。特斯拉創(chuàng)始人馬斯克預(yù)測，用石墨烯制作的電池，將使電動汽車?yán)m(xù)航里程達(dá)到800公里—1000公里，完全可以替代傳統(tǒng)汽車。更有人預(yù)言未來，用石墨烯做的手機，五秒鐘就可以充滿電，并可以連續(xù)使用半個月，這些瘋狂的預(yù)言和暢想也讓人們對于石墨烯充滿了無盡期待。

　　石墨烯到底值多少錢?

　　中國科學(xué)院院士中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟專家委員會成員 劉忠范：我覺得石墨烯不是黑金，石墨烯是黑鉆。

　　深圳石墨烯協(xié)會會長 馮冠平：但是從產(chǎn)業(yè)化的角度來說，這個價格太貴，我們中國要把石墨烯的產(chǎn)業(yè)搞上去，一定要把黃金的價格變成白菜的價格。石墨烯可以造汽車?

　　常州第六元素材料科技有限公司總經(jīng)理 瞿研：石墨烯是一種二維材料，確實擁有很多優(yōu)異的性能，但遺憾的是我們生活在一個三維的世界里，所以我們必須把這個二維材料怎么組裝成一個三維材料，才能用起來，目前純用石墨烯做汽車，恐怕還非常困難。

　　石墨烯會像煤炭石油一樣污染環(huán)境嗎?

　　深圳石墨烯協(xié)會會長 馮冠平：石墨烯本身并不會帶來污染，但不同的制備方法是會產(chǎn)生污染的。

　　應(yīng)用了石墨烯的真實產(chǎn)品

　　石墨烯加熱服，美麗不“凍人” 有了石墨烯的取暖服，大家在冬季的時候，不用為笨重的衣服而煩惱了。衣服的背部和里邊加上石墨烯的發(fā)熱膜，可以溫暖12小時。

　　石墨烯加熱畫，瞬間取暖 一幅油畫，加了石墨烯發(fā)熱膜就變成一個取暖器，幾秒鐘之內(nèi)表面溫度，就能達(dá)到69度。

　　石墨烯手套空手奪白刃：石墨烯的強度大，又輕薄柔韌，做成手套后，武俠小說里的空手奪白刃成為現(xiàn)實，讓警察叔叔面對歹徒有如神助。

　　石墨烯防彈衣：步槍的克星 石墨烯作為微量添加劑加防彈衣里，可以顯著地提高強度，原來是防手槍，現(xiàn)在可以防步槍了。

　　石墨烯充電寶：手機充電快如閃電? 石墨烯鋰離子基電池的充電寶，在十幾分鐘內(nèi)，就可以完成充電。

　　劉忠范：石墨烯要做殺手锏而不是萬金油

　　中國科學(xué)院院士中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟專家委員會成員劉忠范：這幾個產(chǎn)品本身，的的確確能夠反映石墨烯的特性，但是請大家一定要明白，如果說石墨烯僅僅是現(xiàn)在這樣的用途，它不值得全世界去關(guān)注，所謂的戰(zhàn)略新型材料，它肯定不是僅僅如此。石墨烯現(xiàn)在搞成有點像萬金油，但是大家探索的是它是殺手锏，離開它不行，石墨烯能不能變成一個未來的控制性的產(chǎn)業(yè)，就像集成電路產(chǎn)業(yè)，我們需要找到一個東西，非它不可的東西，在這一點上，還需要大家真正去研究、研發(fā)。

　　石墨烯能替代硅嗎?石墨烯能替代石油嗎?石墨烯能制造處超級電池嗎?

　　2014年6月華為創(chuàng)始人任正非在一次媒體采訪時說：“未來10～20年內(nèi)會爆發(fā)一場技術(shù)革命顛覆時代，石墨烯時代將取代硅時代。” 一向低調(diào)的任正非突然高調(diào)為石墨烯“代言”，說明華為早已準(zhǔn)備押寶在這場新材料的競賽中。

　　果然，2015在習(xí)主席訪英期間，華為與英國曼徹斯特大學(xué)共同宣布將在石墨烯領(lǐng)域展開研究。曼徹斯特大學(xué)就是發(fā)現(xiàn)石墨烯的兩位英國科學(xué)家工作的地方。

　　由于石墨烯的研制成本非常高，被業(yè)內(nèi)人士稱為“黑金”，所以石墨烯的玩家基本上還是一些科技巨頭，包括英特爾、三星、IBM等?，F(xiàn)在華為也終于加入到這一陣營。

　　石墨烯對芯片性能的提升非常明顯，因為石墨烯良好的導(dǎo)熱性，其芯片主頻理論可以達(dá)到300GHz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硅芯片，而且在功耗方面也比硅芯片要好。如果華為在石墨烯的研發(fā)上有所斬獲，那么其手機處理器的競爭力將大幅提升。

　　1、石墨烯時代將在多遠(yuǎn)的將來取代硅時代?華為能夠在這個劃時代的變革中走到哪里?真的能夠成為石墨烯時代的引領(lǐng)者嗎?

　　寧波江豐電子材料股份有限公司董事長 姚力軍：人類的生產(chǎn)資料在不斷變化，第一次生產(chǎn)資料主要是煤炭，第二次工業(yè)革命是鋼鐵，到了新型革命，生產(chǎn)資料就變成了芯片，硅是做芯片的最主要的基礎(chǔ)材料。你的二代身份證，你的手機，你的汽車，你的鑰匙里邊都會有很多很多的芯片，而硅就是芯片的載體材料。

　　現(xiàn)在任正非先生困惑的是什么呢?芯片現(xiàn)在接近瓶頸期了。芯片有一個摩爾定律，大概每兩三年，芯片的限寬，集成度會翻一番，人類經(jīng)過了幾十年的進步，限寬走到一個極限了?，F(xiàn)在這個時代，誰掌握了尖端科技，站在科技的高峰上，實際上那個人一定是握著硅的，一定是握著芯片的。在某種意義上來說，芯片是需要一次跨越性的大變革，而石墨烯是其中的一個選擇，路還很遙遠(yuǎn)，是一個非常大的戰(zhàn)略性的高端產(chǎn)業(yè)。

　　常州第六元素材料科技有限公司董事長 瞿研：華為是令人尊敬的一個偉大的公司，我們國內(nèi)現(xiàn)在面臨著一個很大的問題，公司普遍規(guī)模偏小，我們拿得出手的材料方面的企業(yè)是零。德國博世一年的研發(fā)經(jīng)費是46億歐元，中國有多少企業(yè)，一年能夠投入46億歐元。當(dāng)然華為是其中之一，華為已經(jīng)進入了半導(dǎo)體領(lǐng)域，目前來看石墨烯是最有可能作為半導(dǎo)體材料的。當(dāng)然這個需要大量的投入。

　　中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長 李義春：任正非是一個成功的企業(yè)家，他把華為打造成國際知名企業(yè)，他這句話確實具有戰(zhàn)略性的。后來華為找到了我們，希望加入到我們的聯(lián)盟里面，并且還希望在聯(lián)盟里頭起重要作用，但是現(xiàn)在兩年過來了，我其實內(nèi)心有些失望，現(xiàn)在華為希望的，就是有什么好的技術(shù)能用在我們這兒，我覺得這個是企業(yè)需求，但是我們對于華為的需求不是這樣的，我們是希望石墨烯有可能引發(fā)一些顛覆性技術(shù)的革命，華為作為中國這么有影響的，也算是一個科技創(chuàng)新的標(biāo)桿性企業(yè)，應(yīng)該整合一些國內(nèi)外的團隊，搞一個黑科技出來，中國就沒有這樣的一個企業(yè)來完成這種價值。我覺得任正非先生說的，他是作為一個戰(zhàn)略家說的這個話，但是在華為的執(zhí)行層來說是很實際的，又落到了傳統(tǒng)中國企業(yè)怎么能降低我們的成本，怎么能增加我們產(chǎn)品的競爭力，而不是體現(xiàn)科技給人類帶來改善的這種真正的創(chuàng)新。

　　中國科學(xué)院院士中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟專家委員會成員 劉忠范：人類文明發(fā)展至今，很多時代都是用材料作為標(biāo)簽的，比如：石器時代、青銅時代、鐵器時代等，現(xiàn)在這個時代可以用硅時代來描述，因為硅材料是信息化的基礎(chǔ)，未來有沒有可能是石墨烯時代?這種可能性是有的，但肯定還非常遙遠(yuǎn)。但是最重要的是，我們要有一些顛覆性的想法，像華為等等這些具有一定實力的企業(yè)，應(yīng)該要有一個團隊，做一些前沿研究，做一些顛覆性的東西。

　　2、石墨烯能夠制造出超級電池嗎?

　　特斯拉CEO馬斯克曾經(jīng)表示：有了石墨烯，傳統(tǒng)的能源汽車可以被取代了，未來裝了石墨烯電池的汽車，續(xù)航能力可以達(dá)到1000公里，那么，石墨烯能夠制造出超級電池嗎?

　　智沖科技有限公司CEO 丁銳：石墨烯現(xiàn)在非?；穑俏艺J(rèn)為石墨烯電池要想取代傳統(tǒng)新能源汽車用的比如鋰電池，短時間能無法實現(xiàn)。石墨烯在快充、超級電容器等領(lǐng)域的性能是非常好的，是非常好的應(yīng)用場景。

　　常州第六元素材料科技有限公司董事長瞿研：對于特斯拉CEO馬斯克提出的新能源汽車?yán)m(xù)航能力達(dá)到1000公里，這個設(shè)想是非常好的，但是要注意他們做的是一個系統(tǒng)工程。要想達(dá)到續(xù)航1000電的目標(biāo)，不光是用石墨烯做電池的問題，也不是說在鋰電池負(fù)極或正極用到石墨烯做導(dǎo)電劑，也不是說做一個鋰電池的問題，車身重量減小了，續(xù)航里程同樣可以增加，所以，馬斯克說的是特斯拉非常擅長的做的系統(tǒng)工程，從方方面面去優(yōu)化，最后做出一個完美的成果。

　　3、石墨烯能夠代替石油嗎?

　　中國科學(xué)院院士中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟專家委員會成員劉忠范：其實在這個問題上，大家大可不必杞人憂天。石墨烯和石油在功能上有根本的差別，他們干的活不一樣，石墨烯最重要的是要找到自己的應(yīng)用之路，這是最重要的。

　　4、充電五秒鐘，使用半個月，這樣的石墨烯手機能實現(xiàn)嗎?

　　中國科學(xué)院院士中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟專家委員會成員劉忠范：不管是手機使用一個月，還是汽車跑1000公里，都需要一定的能量。大家都去加油站加過油，要想加油加的快，有個途徑，就是增大油箱的入口，手機充電也是同理，要想實現(xiàn)快充，就得增加充電的電流，在電壓一定的情況下，大家想想這是這么概念，所以，有時候大家把很多概念、說法混淆一起，其實很多都是違反基本科學(xué)原理的。

　　世界多國巨資投入，石墨烯淘金潮到來!你準(zhǔn)備好了嗎?

　　石墨烯作為21世紀(jì)的新材料之王，它的出現(xiàn)引發(fā)了全世界的關(guān)注，近幾年全球各國都在積極布局這一有望改變未來的領(lǐng)域，美國作為科技強國，自然不會錯過這一難得的機遇，包括IBM、英特爾、波音等國際大公司等開始投入大量的科研力量進行石墨烯的研發(fā)，歐盟更是將石墨烯列為未來新興技術(shù)旗艦項目之一，計劃十年內(nèi)提供10億歐元資助，將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度。

　　在亞洲，石墨烯的發(fā)展也極其活躍，韓國預(yù)計2010年—2018年間，向石墨烯領(lǐng)域提供總額為2.5億美元資助，三星則在手機及芯片的石墨烯應(yīng)用上，投入巨大的研發(fā)力量。

　　日本眾多企業(yè)如日立、索尼、東芝等也投入了大量資金和人力，從事石墨烯的基礎(chǔ)研究以及應(yīng)用開發(fā)。中國是目前石墨烯研究和應(yīng)用開發(fā)最為活躍的國家之一，數(shù)據(jù)顯示在所有國家中，中國無論專業(yè)論文數(shù)量還是石墨烯專利數(shù)量都是全球最多。全球第一條和第二條真正實現(xiàn)規(guī)?；氖┥a(chǎn)線也誕生在中國。而國家主席習(xí)近平在最近兩年也先后三次考察和調(diào)研石墨烯，并對石墨烯產(chǎn)業(yè)寄予厚望。石墨烯這座全世界眼中的巨型金礦，已經(jīng)被追捧得炙手可熱。如何走進這座金礦?如何挖掘這座金礦?

　　華人不乏掘金達(dá)人

　　深圳石墨烯協(xié)會會長 馮冠平：我認(rèn)為在中國在淘金的時機方面，掌握的是不錯的，從全世界的范圍里面，從事石墨烯的研究，華人大有人才。這幾年，我從海外引進了很多達(dá)人，大部分都是具備這個條件。而且還有一個好處，這些達(dá)人回來，他知道金子怎么挖。我們國內(nèi)的很多教授，因為他的導(dǎo)師沒有挖過金子，所以學(xué)生也不會。

　　中國做石墨烯缺乏工匠精神

　　中國科學(xué)院院士中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟專家委員會成員 劉忠范：我覺得我們國家缺少一種工匠精神，做到極致。早年的碳纖維只能做自行車、釣魚竿，但是現(xiàn)在的碳纖維卻可以做航天飛機，回過頭來我們說石墨烯，我們現(xiàn)在能做到的石墨烯，并不是未來的石墨烯，未來的石墨烯它能開辟的領(lǐng)域，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)在的想象。

　　問題是誰來做未來的石墨烯?如果我們有那么一支，有幾支隊伍，將來壟斷了，就像碳纖維被人家壟斷一樣，壟斷了這個原材料市場，你可以想象這是一個多大的產(chǎn)業(yè)。同樣的道理，把石墨烯用到手機，或者用到集成電路上面去，真正從政府層面，從大企業(yè)，有實力的企業(yè)，真正去投入，有一個顛覆性的革命性的突破，那真是有可能形成一個非常大的產(chǎn)業(yè)。但是，我還沒有看出來我們現(xiàn)在按照這種思路在做。我有信心，也不無擔(dān)心。

　　中國石墨烯的高端應(yīng)用已經(jīng)落后

　　中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春：我們每年都帶團出去，到國外考察，了解他們的研究進展。今年是3月底，我們很震驚，感到真正石墨烯的高端應(yīng)用上，我們已經(jīng)落后了，雖然我們在低端的產(chǎn)業(yè)上推進得很快。所以在這一塊，瞄準(zhǔn)未來顛覆性技術(shù)上，國家應(yīng)該承擔(dān)更大的責(zé)任，這是一個引領(lǐng)。

　　石墨烯到底是煙花還是槍炮?

　　火藥的發(fā)明讓中國綻放出了漂亮的煙花，但是火藥傳到西方之后，被打造成各式各樣洋槍、洋炮，成為他們征戰(zhàn)世界的不二利器。當(dāng)今天面對石墨烯的這一刻，對中國而言，它會成為我們的煙花，還是會成為我們的槍炮?

　　深圳石墨烯協(xié)會會長 馮冠平：到底是煙花還是槍炮，離不開當(dāng)時的歷史條件，因為我們的火藥是從煉丹術(shù)開始發(fā)明的，所以中國人發(fā)明了火藥以后，可能并沒想到拿這個火藥造成槍炮占領(lǐng)其他國家，西方有這個需求，需要發(fā)明槍炮。不要想當(dāng)然地，我發(fā)現(xiàn)了這個石墨烯，一定產(chǎn)業(yè)化就在我這里，就像我們的火藥一樣，這個離不開當(dāng)時的歷史條件，離不開當(dāng)時的工業(yè)基礎(chǔ)。

　　發(fā)展石墨烯就是打一場“淮海戰(zhàn)役”!各方需角色清晰有擔(dān)當(dāng)

　　石墨烯到底適合什么樣的應(yīng)用場景?

　　低端市場or高端市場?

　　民用領(lǐng)域or工業(yè)領(lǐng)域?

　　小公司主導(dǎo)or 大公司主導(dǎo)?

　　華為公司創(chuàng)始人任正非在談到未來石墨烯產(chǎn)業(yè)前景是曾說過：“不可能完全憑空出來一個小公司，然后就領(lǐng)導(dǎo)了時代脈搏，而且石墨烯這個新技術(shù)在世界上的發(fā)展也不是小公司能做到的?！? 說得直白一點，就是如果想要在石墨烯時代來臨之時，戰(zhàn)略占據(jù)材料科技的高峰，只有實力雄厚的大公司才能做到，而小公司只能扮演潮流中的跟隨者角色。

　　大公司和小公司在石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展中到底應(yīng)該扮演怎樣的角色?

　　中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長 李義春：石墨烯可以幫助推動傳統(tǒng)產(chǎn)的升級轉(zhuǎn)型，做好了，成本降低或者性能提高，在市場上有競爭力，但是這一塊相當(dāng)于是低端市場。再一塊是培育新型的戰(zhàn)略制高點，但是在這一塊上，目前沒有企業(yè)有這么大的實力來做，而有實力的，光說說而已，并沒有這種責(zé)任感來開發(fā)這種高端材料。

　　那么，當(dāng)大公司缺位的時候，小公司會成為這個潮流當(dāng)中的引領(lǐng)者嗎?石墨烯會成為小公司擴張實力的大好機會嗎?小公司是引領(lǐng)者還是參與者?

　　中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長 李義春：小公司不算引領(lǐng)者，是很好的參與者，能利用石墨烯的特性，開發(fā)一些小產(chǎn)品，在應(yīng)用上。

　　深圳石墨烯協(xié)會會長 馮冠平：在這個問題上我可以明確地講，小公司是引領(lǐng)者。

　　中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長 李義春：目前是，但是我們不希望以后是。

　　深圳石墨烯協(xié)會會長 馮冠平：以后是，這個我他有很大的不同意見，因為他是在北京，我是在深圳。兩個地區(qū)不一樣。包括低端市場跟高端市場的提法也是不一樣的，我的看法，一個是顛覆性的，一個是改進型的，但是顛覆性跟改進性的不是絕對的，改進到一定程度，可能是顛覆。

　　發(fā)展石墨烯就是打一場淮海戰(zhàn)役

　　中國科學(xué)院院士中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟專家委員會成員 劉忠范：石墨烯產(chǎn)業(yè)，我們可以把它類比成一個淮海戰(zhàn)役，一個戰(zhàn)役當(dāng)中有很多角色。你說小公司重要，還是大公司重要，是地方政府重要，還是中央政府重要，我認(rèn)為都重要。但是各自的角色是不一樣的。我們?nèi)鄙俳巧那逦?，缺少各自的?dān)當(dāng)，常常是大家混到一起去。

　　凱旋創(chuàng)投合伙人 陶冶：我們是做投資企業(yè)的，所以我給企業(yè)家的一個忠告就是說，千萬不要忽悠市場，把這個市場做壞了，不要最后把自己都忽悠了，我什么都能干，一定要一步一步地非?，F(xiàn)實地，讓自己活下去，找到剛需，把這個市場從小做到大。這是一個團隊，有人干活干得好，工匠，我們用好他，有些人干導(dǎo)航、定位干得才有機會在真正的技術(shù)革新上，占一席之地。在應(yīng)用場景上，一定是小公司來主導(dǎo)的，但是在技術(shù)革新上一定要大公司，需要科研機構(gòu)來主導(dǎo)。

　　石墨烯的未來到底在哪里?

　　中國科學(xué)院院士中國石墨產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟專家委員會成員 劉忠范：很多人問我，石墨烯到底有沒有未來，我給石墨烯設(shè)定了三種可能的前途，

　　第一個前途我們可以類比碳纖維，我們老百姓可以不需要碳纖維，但是在特定的領(lǐng)域，碳纖維是必不可少，所謂的殺手锏。石墨烯什么時候能達(dá)到這個水平呢?我覺得是非?？赡艿?，一種材料，找到他的一些優(yōu)點和用途是很容易的，但是要找到能改變?nèi)祟惿鐣M程發(fā)的用途是沒那么容易的，所以石墨烯是有可能找到他的這種用途，成為殺手锏。

　　第二個用途我們更進一步，比如塑料，你現(xiàn)在的生活能離開塑料嗎?塑料在我們的生活中無處不在，我們很難想象如果沒有塑料，我們該怎么辦。石墨烯有沒有這種可能性，有。往哪放，它似乎都好使，石墨烯具備這種潛質(zhì)。所以我覺得石墨烯更高層次的應(yīng)用，有可能像塑料一樣，走進我們的生活，無處不在，這種可能性不是沒有。

　　但是，還有一個更高層數(shù)的應(yīng)用，成為一個時代的標(biāo)簽，也就是成就一個石墨烯時代。我們現(xiàn)在一般不會講塑料時代，塑料只是給人們生活提供了方便，但是并沒有改變?nèi)祟惖男袨?，為什么可以成為硅時代，硅改變了。石墨烯有沒有可能改變?nèi)祟惿鐣?我覺得也不是沒有這種可能性。我可以這么講，不論哪個可能性實現(xiàn)了，其實都重要。