石墨烯產業化障礙

　　盡管石墨烯的研發如火如荼，在學術界、企業界和資本市場備受追捧，但如何大規模制備高質量、大尺寸、低成本的石墨烯是產業化亟待解決的問題。

　　在7月13日召開的石墨烯產業發展趨勢及投資論壇上，多位專家表示，目前制備石墨烯的技術工藝還不成熟，沒有達到一致性的品質，而且成品面積都非常小，不能適應工業化應用。石墨烯整體還在研發階段，各國對這個新興材料正處于專利布局期，產業鏈還沒有形成，對石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研機構的研究應用。

　　石墨烯之所以沒有實現大規模量產，主要是沒有找到一種適合大規模生產的方法和途徑，這也是石墨烯成本居高不下的原因。目前，石墨烯的主要制備方法包括四種：微機械剝離法、外延生長法、氧化石墨還原法和化學氣相沉積法。

　　諾獎獲得者海姆和諾沃肖洛夫獲取石墨烯的方法，被稱之為微機械剝離法，即直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剪裁下來。這一方式至今仍是實驗室獲取石墨烯進行基礎研究的重要手段。該方法得到的石墨烯質量高，但尺寸較小，大小不一，且極費人工，成本很高，不能滿足工業化需求。

　　外延生長法所獲得的石墨烯面積較大，質量較高，但缺點是石墨烯的制作成本非常高，而且生長條件也很苛刻。這種方法生成的石墨烯不易轉移到別的基體上使用，因為在金屬表面上催化生長石墨烯，再把它轉移到適合的基底上，好比在一個足球場上鋪一層薄薄的保鮮膜，想讓它平平整整且完好無損，難度很大。

　　氧化石墨還原法是目前成本最低且最容易實現規模化生產的石墨烯制備方法，它的缺點是在氧化還原的過程中，石墨烯的電子結構以及晶體的完整性容易受到強氧化劑的破壞，進而影響石墨烯的分子特性。

　　化學氣相沉積法，雖然可以制備出大面積的石墨烯，轉移到其他基體上使用也不困難，但質量仍有待提高，且工藝較為復雜，成本較高。

　　對石墨烯的研究，中國起步雖相對較晚，研究跟進卻很快。截至2012年底，被SCI收錄的與石墨烯相關的研究論文已經達到5072篇，超過美國躍居世界第一。

　　“但我們存在兩個不足。首先，雖然研究群體大、成果多，但突出性、原創性成果較少。我們采用他人成熟的方法，始終處于落后位置，重大創新十分有限，因此要在材料制備方法上尋求突破。此外，主要集中在基礎研究，產業應用相對薄弱。”中國科學院院士高鴻鈞說，歐洲、美國、韓國等國企業介入比較早，成果應用轉化也走在世界前列。

　　清華大學康飛宇教授石墨烯研究團隊的朱宏偉認為，目前石墨烯已經具備規模化生產的能力，但在發展過程中，仍存在一些問題。中國現有的技術水平可以支持其產業化，但并沒有達到最好的水平，未來還需有大的突破。而主要的制約因素在石墨烯的制備技術與理想狀態仍存在差距。此外，他希望國家能對石墨烯研究機構及企業給予更多的政策扶持。

　　東南大學教授、博士生導師倪振華此前就加速石墨烯科研及產業化提出五點建議：一是從政府層面引導石墨烯研究的正確方向;二是通過政策支持加快產業化進程;三是盡快著手制定行業標準，爭取獲得話語權;四是加強行業間的交流合作，促進石墨烯廣泛應用;五是成立相關產業技術聯盟，加強行業內部的協調和合作。

　　近幾年，石墨烯的興起也引起了中國政府的重視，去年工信部發布的《新材料產業“十二五”發展規劃》中的前沿新材料就包含石墨烯。此外，國家科技重大專項、國家973計劃也部署了一批重大項目。

　　在2013石墨烯產業發展趨勢及投資論壇上，工信部原材料司副司長高云虎表示，石墨烯屬于納米材料范疇，在編制新材料產業“十二五”發展規劃的時候，石墨烯還沒有目前這樣熱門，產業應用前景也并不明朗，因此在規劃文本、產品目錄中沒有把石墨烯作為主要重點，但隨著技術和應用的突破，下一步會統籌研究并予以考慮。

　　7月13日，中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟在北京成立。聯盟的成立將有助于整合協調產業資源，建立上下游、產學研信息、知識產權等資源共享機制，進一步提升石墨烯產業鏈的整體創新水平和低成本石墨烯的競爭力，推動中國石墨烯產業健康發展。