劉忠范院士：打造一個具有全球競爭力的石墨烯產(chǎn)業(yè)
劉忠范，北京大學博雅講席教授，中國科學院院士，發(fā)展中國家科學院院士，北京石墨烯研究院院長，中組部“萬人計劃”杰出人才，北京大學納米化學研究中心主任。主要從事低維材料與納米器件、分子自組裝以及電化學研究。獲國家自然科學獎二等獎、高等學校科學技術獎自然科學一等獎和中國化學會-阿克蘇諾貝爾化學獎等獎勵。
在今年的北大“云端”畢業(yè)典禮上，劉忠范院士以《不負時代，不負韶華》為題演講時表示：我是從事石墨烯新材料研究的，也在進行著一個大膽的實踐。我創(chuàng)建了北京石墨烯研究院，正帶領數(shù)百名“石墨烯人”努力拼搏著，希望能夠在產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新機制探索上有所突破，解決我國高科技產(chǎn)業(yè)面臨的諸多“卡脖子”問題以及科技與經(jīng)濟兩張皮難題。我的目標是打造一個具有全球競爭力的石墨烯產(chǎn)業(yè)。
劉忠范院士致力于石墨烯產(chǎn)業(yè)研究。在2020年石墨烯相關會議、論壇上，劉忠范院士對于石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路表達了很多自己的觀點。
石墨烯產(chǎn)業(yè)跑得有點快，需長遠規(guī)劃
今年劉忠范院士將多個提案帶上兩會。在接受采訪時劉忠范院士表示去年考察了上百家企業(yè)，足跡遍及14個省份。他得出的結論是：雖然中國石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模引領全球，但仍存在盲目發(fā)展等問題。在產(chǎn)業(yè)還沒有完全發(fā)展起來的時候，產(chǎn)能就接近過剩了。
劉忠范院士還提出一個問題就是只關注現(xiàn)在、不重視未來。大家關注的都是現(xiàn)在能賣錢的產(chǎn)品，內(nèi)衣內(nèi)褲、口罩、護腰、面膜等。而對于涉及產(chǎn)業(yè)核心競爭力的技術，我們關注得非常少。也就是說，我們的關注點跟國外不在一個頻道上。他建議產(chǎn)業(yè)要有長遠規(guī)劃，同時科技和經(jīng)濟要形成合力，使產(chǎn)學研有效結合。
國內(nèi)市場：石墨烯產(chǎn)業(yè)“三大件”
2020年10月17日，首都科學講堂線上開講，劉忠范院士帶來題為 《神奇的石墨烯材料：機遇與挑戰(zhàn)》的精彩講座。據(jù)劉忠范院士介紹，截至2020年6月底，在工商部門注冊的，營業(yè)范圍包括石墨烯相關業(yè)務的企業(yè)，全國范圍內(nèi)達到了16800家，全國已經(jīng)成立29個石墨烯產(chǎn)業(yè)園，54家石墨烯研究院，石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有8個，聯(lián)盟有12個，分布在21個省市。可以說在中國還處在“石墨烯熱”之中。
國內(nèi)市場上，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)有“三大件”：鋰離子電池的導電添加劑、防腐涂料、大健康電加熱領域，這三個加到一起差不多能夠達到90%，這是中國石墨烯的主要發(fā)展現(xiàn)狀。
推動“研發(fā)代工”新模式 解決科技經(jīng)濟“兩張皮”
2020年10月20日，劉忠范院士做客中央社會主義學院“共識大講堂”，作“推動國家科技創(chuàng)新能力建設”主題講座。他以石墨烯產(chǎn)業(yè)舉例道，中國擁有全球最大規(guī)模的石墨烯基礎研究和產(chǎn)業(yè)大軍，已成為“統(tǒng)計數(shù)字上”的石墨烯強國，但產(chǎn)業(yè)內(nèi)部科技經(jīng)濟“兩張皮”現(xiàn)象非常嚴重，缺少原創(chuàng)性突破和“卡脖子”型核心競爭力。可“卡脖子”型技術并不是一蹴而就的，而是要經(jīng)過多年不懈努力和持續(xù)資源投入，進行扎實的基礎研究。
劉忠范院士提出，應當以政府為主導，整合高校和科研機構資源、吸納企業(yè)和社會資本，建設以“政產(chǎn)學研”協(xié)同機制的“新型研發(fā)機構”，并在其中推動“研發(fā)代工”模式，積極為企業(yè)成立研發(fā)代工中心，開展“一對一”的定制化研發(fā)服務，解決企業(yè)的研發(fā)需求，同時提高新型研發(fā)機構的可持續(xù)發(fā)展能力，“讓科學家和企業(yè)家同乘一條船”。
探索石墨烯“殺手锏”級應用
2020年11月8日，第三屆中國高科技產(chǎn)業(yè)化高峰會議主論壇上，劉忠范院士圍繞石墨烯技術及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)表主題演講。他認為目前市場上尤其缺少石墨烯的“殺手锏”級別應用。
什么是“殺手锏”級別的應用呢？劉忠范院士簡明扼要地表示：“不可替代，離開它就不行。這種用途才是未來石墨烯產(chǎn)業(yè)的基石。”
劉忠范院士提到，他帶領的研發(fā)團隊正在研究石墨烯蠶絲纖維，通過讓蠶寶寶吃石墨烯，吐出來的蠶絲增強30%，韌性增強50%以上，目前已經(jīng)實現(xiàn)了小規(guī)模的生產(chǎn)。“這不失為一種可能性，未來有可能變成殺手锏級別的用途之一。”
劉忠范院士認為，“殺手锏”級別的應用是建立在日趨完美的高性能石墨烯材料基礎上的，可能是出于邏輯性的推理，也可能是出其不意的創(chuàng)造，研究人員一定要有耐心和堅持，既需要原創(chuàng)性的基礎研究，也需要精益求精的研發(fā)和持續(xù)不斷的投入。
不要走不出實驗室的石墨烯
劉忠范院士一直強調“制備決定未來”，因為材料是產(chǎn)業(yè)的基石，對于石墨烯產(chǎn)業(yè)來說，當然也是如此。沒有規(guī)模化制備上的突破，就不可能奢望石墨烯產(chǎn)業(yè)的未來。他還曾表示，“不要走不出實驗室的石墨烯”。
2020年10月25日，“北京石墨烯論壇2020”上，劉忠范院士介紹了北京石墨烯研究院（BGI）最近一年來的建設成果和取得的成就。在應用研發(fā)領域，BGI碩果累累：下一代變革性光纖技術——烯碳光纖、石墨烯烯基第三代半導體照明技術、新一代電池集流體——烯鋁集流體、石墨烯烯蠶絲纖維等，這些石墨烯應用成果的發(fā)布將會對相關領域產(chǎn)生變革性的影響。
石墨烯材料制備技術、規(guī)模化生產(chǎn)工藝和裝備是BGI的核心研發(fā)領域。目前，BGI在石墨烯粉體制備、薄膜生長以及規(guī)模化制備裝備研發(fā)方面取得一系列重要的原創(chuàng)成果。BGI的大尺寸高品質超潔凈石墨烯薄膜制備技術、單晶石墨烯晶圓制備技術、超級石墨烯玻璃制備技術、柔性石墨烯玻璃纖維制備技術以及在石墨烯制備裝備領域均已達到世界領先水平。BGI石墨烯薄膜生產(chǎn)示范中心也已啟動，標志著薄膜已從研發(fā)轉向標準化銷售，是研究院核心技術產(chǎn)業(yè)化進程的重要里程碑。
結語
石墨烯作為碳材料家族的新秀，將是碳材料家族的下一個產(chǎn)業(yè)的繼任者，也是人類文明的最新陪伴者，相信石墨烯產(chǎn)業(yè)擁有著非常無限、美好的未來。而基礎決定實力，工藝決定質量，裝備決定勝負。期待劉忠范院士及其領銜的BGI踐行工匠精神，融通政產(chǎn)學研，打造出石墨烯產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，推進石墨烯產(chǎn)業(yè)在中國的健康穩(wěn)步發(fā)展。
信息來源：中國青年報、新京報、北京科學中心、中國新聞網(wǎng)、大洋網(wǎng)、中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報、北京日報等。