中科院院士劉忠范：石墨烯不能搞大煉鋼鐵式“大躍進(jìn)”
因具有優(yōu)良的光、電、力學(xué)等性能，石墨烯被稱為“新材料之王”、“超級(jí)材料”等。近兩年來(lái)，中國(guó)的石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)以及石墨烯基地在各地開(kāi)花，各種各樣所謂的“石墨烯”產(chǎn)品不斷推出。同時(shí)，資本市場(chǎng)也在熱炒石墨烯概念股，昔日私募大佬徐翔也曾通過(guò)熱炒華麗家族等石墨烯概念股獲利頗豐。
針對(duì)當(dāng)前石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題，記者于近日采訪了中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授劉忠范。劉忠范稱，目前中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)了“一擁而上”的群眾運(yùn)動(dòng)，類似當(dāng)年“大躍進(jìn)”時(shí)期的大煉鋼鐵行動(dòng)。產(chǎn)業(yè)集中度也是問(wèn)題，比如，國(guó)外做石墨烯的很多是大型企業(yè)，而中國(guó)基本上都是一些小型的初創(chuàng)企業(yè)。
劉忠范對(duì)此表示擔(dān)憂，他說(shuō)目前石墨烯產(chǎn)業(yè)僅僅是產(chǎn)業(yè)化初級(jí)階段，剛露出一點(diǎn)端倪，群眾運(yùn)動(dòng)式的發(fā)展方式并不能有效帶動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如果中國(guó)不改變當(dāng)前石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方式，未來(lái)石墨烯領(lǐng)域的核心產(chǎn)業(yè)有可能會(huì)被國(guó)外占領(lǐng)。石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要有國(guó)家意志，國(guó)內(nèi)的大企業(yè)尤其是央企要有戰(zhàn)略布局。
以下為專訪全文：
中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)一擁而上，類似“大躍進(jìn)”時(shí)期的大煉鋼鐵運(yùn)動(dòng)
記者：你曾多次提到目前中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展一擁而上，有點(diǎn)像當(dāng)年“大躍進(jìn)”時(shí)期的大煉鋼鐵運(yùn)動(dòng)。目前石墨烯產(chǎn)業(yè)具體發(fā)展的具體情況如何，會(huì)讓你有這樣的看法。
劉忠范：目前中國(guó)擁有世界上最為龐大的石墨烯研發(fā)隊(duì)伍。從2011年起，中國(guó)學(xué)者發(fā)表的石墨烯論文已位居全球榜首，至今已遙遙領(lǐng)先;在專利申請(qǐng)方面，截至2016年9月30日，中國(guó)在全球的占比已超過(guò)68%。現(xiàn)在全國(guó)到處都在建石墨烯產(chǎn)業(yè)園和研發(fā)基地。我有一張石墨烯產(chǎn)業(yè)園分布地圖，一直在不斷更新之中，目前至少有二十幾家了。
最早在常州發(fā)起，繼而寧波、重慶、青島等地，呈星火燎原之勢(shì)，從發(fā)達(dá)地區(qū)擴(kuò)散到欠發(fā)達(dá)地區(qū)。最近一個(gè)時(shí)期，我到處呼吁不能這么做事，因?yàn)槿魏我环N新材料都不可能靠群眾運(yùn)動(dòng)去做。大家誤認(rèn)為石墨烯的門(mén)檻很低，進(jìn)去就可以賺大錢(qián)，這是一個(gè)嚴(yán)重的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。
我經(jīng)常講，歷史知道答案。迄今為止，什么材料是靠群眾運(yùn)動(dòng)做出來(lái)的?如果說(shuō)過(guò)去有過(guò)這種情形，那就是1958年的大煉鋼鐵。這段歷史大家都知道，結(jié)果可想而知，浪費(fèi)了大量的資源，造出了一堆廢鐵。現(xiàn)在的“造烯運(yùn)動(dòng)”也有這種感覺(jué)。人們的一個(gè)誤解是石墨烯產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了大發(fā)展階段，遍地“黑金”。
實(shí)際上，石墨烯材料才剛剛走出實(shí)驗(yàn)室，至多處于產(chǎn)業(yè)化初期，遠(yuǎn)非成熟，更不是遍地黃金，而是遍地陷阱。根據(jù)高德納公司的技術(shù)成熟度曲線分析，石墨烯新材料應(yīng)該處于泡沫頂峰期，承載了人們過(guò)度的期待。接下來(lái)將是所謂的死亡谷，因?yàn)閺幕A(chǔ)研究到成熟的技術(shù)，再到產(chǎn)業(yè)需要漫長(zhǎng)的時(shí)間，不可能一蹴而就。
從2004年的第一篇石墨烯熱點(diǎn)文章至今，滿打滿算才十二年多一點(diǎn)，不能期待太高。實(shí)際上，石墨烯未來(lái)是否一定成為一個(gè)大產(chǎn)業(yè)，沒(méi)人能夠保證，因?yàn)橛兄T多不確定因素存在。
中國(guó)的石墨烯行業(yè)存在很多不正?，F(xiàn)象。股票市場(chǎng)盲目炒作，利用石墨烯名目圈錢(qián);地方政府盲目上馬，圈地建產(chǎn)業(yè)園;還有一批不負(fù)責(zé)任的石墨烯玩家炒概念，究竟有多少人真正關(guān)注石墨烯產(chǎn)業(yè)本身就不得而知了。
這樣做的結(jié)果是苦了那些真正想做事的人，因?yàn)榇蠹业钠诖淇罩螅蜁?huì)從一個(gè)極端走向另一個(gè)極端，從盲目輕信，到全盤(pán)否定。就像當(dāng)年炒作納米，忽悠了快二十年?，F(xiàn)在一說(shuō)到納米，很多人就搖頭。
任何一個(gè)新材料或新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展都沒(méi)有那么簡(jiǎn)單，碳纖維就是一個(gè)很好的例子。早在20世紀(jì)60年代初，日本人就提出了工業(yè)化制備碳纖維的方法。到上世紀(jì)七十年代初，日本東麗公司才真正開(kāi)始小規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，每月一噸左右而已。當(dāng)時(shí)的碳纖維檔次很低，只能做釣魚(yú)竿。
到2003年為止，東麗公司投入了1400多億日元，一直在做虧本生意。直到波音公司把他們的碳纖維用到新一代大飛機(jī)上，轉(zhuǎn)機(jī)才出現(xiàn)。要知道，這個(gè)時(shí)候的碳纖維已經(jīng)不可同日而語(yǔ)，檔次有了大幅度提升。
從1971年到2003年，東麗公司堅(jiān)持了32年，這就是工匠精神。假如沒(méi)有東麗公司的堅(jiān)持，很難說(shuō)碳纖維產(chǎn)業(yè)多大，至少不會(huì)發(fā)展的這樣迅速。所以說(shuō)，一種材料是否能夠催生一個(gè)產(chǎn)業(yè)，常常需要核心人物或核心企業(yè)在推，而不是群眾運(yùn)動(dòng)式的淘金，因?yàn)樵谡嬲蔀槌墒斓漠a(chǎn)業(yè)之前，還無(wú)金可淘。
我們常常擅長(zhǎng)于復(fù)制成熟的技術(shù)，而不是開(kāi)發(fā)新技術(shù)，表現(xiàn)為過(guò)于浮躁和功利。碳纖維材料形成今天的產(chǎn)業(yè)走過(guò)了近半個(gè)世紀(jì)的旅程。石墨烯材料滿打滿算才十二年。不能說(shuō)石墨烯產(chǎn)業(yè)一定需要半個(gè)世紀(jì)，但是十二年是絕對(duì)不可能的。
“今天的石墨烯不等于未來(lái)的石墨烯”
記者：中國(guó)現(xiàn)在很多做石墨烯的公司都是小公司，一些初創(chuàng)企業(yè)，他們?nèi)绾瓮度氪罅抠Y金和精力去常年堅(jiān)持做研發(fā)呢?
劉忠范：確實(shí)，現(xiàn)在的石墨烯玩家大多是小微企業(yè)，基本上是個(gè)體戶性質(zhì)。這就決定了企業(yè)發(fā)展的功利性，否則無(wú)法生存。石墨烯產(chǎn)業(yè)需要國(guó)家意志和大企業(yè)參與，因?yàn)樵诋a(chǎn)業(yè)化初期，需要大量的投入，小微企業(yè)是做不到的。
記者：就這么些年石墨烯的發(fā)展來(lái)看，中國(guó)是否出現(xiàn)了類似當(dāng)年?yáng)|麗公司的那種企業(yè)了嗎?
劉忠范：我還沒(méi)有看到這種跡象，中國(guó)的企業(yè)文化也決定了很難出現(xiàn)像東麗公司這樣的“一根筋”企業(yè)。當(dāng)然，我們也有制度上的優(yōu)勢(shì)和頂層設(shè)計(jì)，動(dòng)用國(guó)家力量去做大石墨烯產(chǎn)業(yè)。
記者：這兩年出現(xiàn)了很多所謂的石墨烯衣服等產(chǎn)品，您怎么看?
劉忠范：目前的石墨烯產(chǎn)品炒作成分太多，魚(yú)目混珠，很難一概而論。盡管不能簡(jiǎn)單地說(shuō)低端產(chǎn)品和高端產(chǎn)品，但至少當(dāng)下炒作的東西不可能成為石墨烯產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向。如果這么簡(jiǎn)單，也就無(wú)所謂戰(zhàn)略新興材料了。打個(gè)比方說(shuō)，我們炒菜時(shí)會(huì)加點(diǎn)味精調(diào)味，但我們不會(huì)說(shuō)這道菜是味精，更不會(huì)說(shuō)今天吃了味精。僅僅在某種材料里面加上一點(diǎn)石墨烯，或許會(huì)改變一些性質(zhì)，但不會(huì)成為顛覆性的東西。
記者：現(xiàn)在石墨烯確實(shí)好像有種淪為“工業(yè)味精”的感覺(jué)，放哪都好使?
劉忠范：這主要是被大家炒爛了，它的作用遠(yuǎn)不止如此。
記者：那石墨烯未來(lái)的發(fā)展可能是怎樣的呢
劉忠范：我給石墨烯材料設(shè)計(jì)了三種可能的未來(lái)。第一種未來(lái)類似于碳纖維，不至于日常生活離不開(kāi)它，但在某個(gè)行業(yè)中擔(dān)當(dāng)著殺手锏級(jí)的角色。現(xiàn)實(shí)的石墨烯材料并不等同于未來(lái)的石墨烯材料，檔次還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。但是，隨著石墨烯材料的制備水平無(wú)限接近于理想情況，成為某個(gè)行業(yè)的殺手锏級(jí)應(yīng)用絕非不可能。
第二種未來(lái)類似于塑料。二十世紀(jì)初發(fā)明的塑料現(xiàn)在已經(jīng)無(wú)處不在，極大地便利了人類的生活。這種可能性對(duì)于石墨烯材料來(lái)說(shuō)，也不是夢(mèng)想，它的潛在用途極其廣闊，盡管成為現(xiàn)實(shí)需要付出艱苦的努力。
第三種未來(lái)類似于硅材料。硅材料是集成電路的基石，將人類帶入了信息化時(shí)代，極大地改變了人類的精神生活。石墨烯的卓越特性如果全部挖掘出來(lái)并得以應(yīng)用，前途不可限量。在將來(lái)的某一天，造就一個(gè)“石墨烯時(shí)代”也不是幻想。
記者：哪一種最有可能是石墨烯的發(fā)展方向呢?
劉忠范：這幾種可能性都有，但我認(rèn)為最現(xiàn)實(shí)的是第一種，即類似于碳纖維的未來(lái)。假如能夠把石墨烯材料做到極致，擁有最好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，強(qiáng)度是鋼的200倍，誰(shuí)會(huì)不用呢?石墨烯材料的發(fā)展路徑將與碳纖維類似，隨著性能的不斷提升，標(biāo)號(hào)不斷提升，用途也越來(lái)越大。
我的團(tuán)隊(duì)致力于研制未來(lái)的石墨烯材料。我們相信，制備決定未來(lái)。希望通過(guò)我們的不謝努力，為未來(lái)的石墨烯產(chǎn)業(yè)打好材料基礎(chǔ)。未來(lái)的石墨烯產(chǎn)業(yè)有多大，取決于是否有人能夠把原材料做到極致，而不是將就著用，我的團(tuán)隊(duì)愿意擔(dān)當(dāng)這個(gè)大任。
記者：就比如說(shuō)真能按照第一種碳纖維的發(fā)展方式，石墨烯的哪種性能可能會(huì)發(fā)揮極致的作用呢?
劉忠范：這還不太好說(shuō)，或者說(shuō)看不太清楚。個(gè)人覺(jué)得石墨烯作為熱管理材料很有前途，相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較簡(jiǎn)單，作為散熱材料和發(fā)熱材料是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的方向;其次是石墨烯力學(xué)性能的應(yīng)用，作為復(fù)合材料的重要組成部分，用作輕質(zhì)高強(qiáng)材料;第三個(gè)前景是其優(yōu)良的電學(xué)特性的應(yīng)用，抗靜電、觸摸屏、甚至未來(lái)的集成電路材料等，尤其在柔性器件、智能穿戴器件領(lǐng)域?qū)⒂兄鴱V闊的應(yīng)用前景。
記者：雖然目前下游市場(chǎng)的應(yīng)用并沒(méi)有打開(kāi)，但是各地的產(chǎn)業(yè)和園區(qū)在不斷推出，你去很多地方調(diào)研過(guò)，目前這些產(chǎn)業(yè)園區(qū)實(shí)際上是什么情況?
劉忠范：這種石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)就像一個(gè)百貨商場(chǎng)，里面有很多攤位，有賣(mài)鞋的、有賣(mài)衣服的、還有賣(mài)帽子的，琳瑯滿目。每個(gè)園區(qū)建立之后，需要招商引資，需要吸引諸多從事石墨烯研究開(kāi)發(fā)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)駐，自然很難做到統(tǒng)一布局，統(tǒng)一意志，因此也難以避免簡(jiǎn)單重復(fù)現(xiàn)象，導(dǎo)致特色不清晰。而每個(gè)小攤主基本上屬于小微個(gè)體戶，很難堅(jiān)持核心技術(shù)的研發(fā)工作，理想被現(xiàn)實(shí)所淹沒(méi)是正常的事情。
若不改目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，石墨烯核心領(lǐng)域或被國(guó)外占領(lǐng)
記者：目前國(guó)外的石墨烯產(chǎn)業(yè)是什么情況呢?
劉忠范：國(guó)外也在做，而且很多有實(shí)力的大企業(yè)參與其中，并起著主導(dǎo)作用，例如韓國(guó)三星公司從本世紀(jì)初就開(kāi)始布局，擁有近500個(gè)石墨烯核心專利。我注意到，在國(guó)外特別現(xiàn)實(shí)的石墨烯產(chǎn)品反而宣傳的很少，而宣傳報(bào)道的大多屬于未來(lái)型技術(shù)。這一點(diǎn)與我們差別很大，我們很少做未來(lái)的布局，而滿足于炒作現(xiàn)在的石墨烯商品。
顯然，面向未來(lái)的東西都是在探索殺手锏級(jí)的用途，一旦突破就將是顛覆性的。另外，還有專利保護(hù)的問(wèn)題。雖然目前中國(guó)的石墨烯專利占全球第一，但真正的核心專利究竟占多少是個(gè)大大的問(wèn)號(hào)，值得大家重視。
記者：現(xiàn)在國(guó)外做這塊研究的都是些巨型企業(yè)嗎?
劉忠范：國(guó)外很多有實(shí)力的大企業(yè)都有前瞻性的布局，當(dāng)然并非沒(méi)有小微企業(yè)和新企業(yè)做石墨烯。我們的石墨烯玩家常常是新成立的小公司，在石墨烯淘金熱中建立起來(lái)的，缺少技術(shù)積淀和綜合研發(fā)實(shí)力，其競(jìng)爭(zhēng)力可想而知。
記者：這些國(guó)外大公司對(duì)石墨烯的研究主要集中在哪一領(lǐng)域?
劉忠范：我們現(xiàn)在看到的常常都是比較遙遠(yuǎn)的和感覺(jué)不太靠譜的東西。但是，這些看似不靠譜的東西如果搞定的話，就是顛覆性的，成為未來(lái)石墨烯產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
記者：如果中國(guó)沒(méi)有這種大型企業(yè)來(lái)做這件事的話，這塊市場(chǎng)可能又會(huì)被國(guó)外給占掉了?
劉忠范：這么說(shuō)吧，我們到現(xiàn)在為止，哪個(gè)新技術(shù)真正源于自己的獨(dú)創(chuàng)?絕大多數(shù)時(shí)候，都是別人有重大突破，我們?cè)偃?fù)制。正因?yàn)檫@樣，我經(jīng)常會(huì)反問(wèn)，為什么期待石墨烯材料會(huì)特殊呢?
如果不是做法和觀念的改變，憑什么石墨烯會(huì)成功呢?相對(duì)于我們這些小作坊式的石墨烯玩家，一旦國(guó)外大企業(yè)在某個(gè)方面取得突破，跑到中國(guó)來(lái)投資建廠，一次投10億美元，你根本競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)，一切的努力都可能會(huì)付之東流。我們現(xiàn)在需要改變做法。不能提倡大煉鋼鐵和群眾運(yùn)動(dòng)式的方式。要發(fā)揮制度優(yōu)勢(shì)，整體布局，體現(xiàn)國(guó)家意志和企業(yè)意志。不能僅僅關(guān)注立即賺錢(qián)的東西，要布局未來(lái)的核心技術(shù)。
記者：不過(guò)，中國(guó)也有像華為這樣的大公司在做這一塊的研究。
劉忠范：是的，但華為還局限于把石墨烯用到手機(jī)上，這也不會(huì)是石墨烯的主流發(fā)展方向。就現(xiàn)狀而言，讓中國(guó)的企業(yè)做大規(guī)模的投入不太現(xiàn)實(shí)，需要國(guó)家發(fā)力，整體布局，有序發(fā)展，這是中國(guó)的強(qiáng)項(xiàng)。
此外，現(xiàn)在大家在認(rèn)識(shí)上有一個(gè)極大的誤區(qū)，有石墨礦的地方都發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)?？陀^地講，從石墨礦出發(fā)制備石墨烯僅僅是粉體石墨烯制備技術(shù)的一個(gè)選項(xiàng)，而且也未必是最佳選項(xiàng)。因?yàn)槭V有很多伴生雜質(zhì)，很難提純，制備過(guò)程常常產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，所以綜合各種因素未必劃算。雖然我們國(guó)家的石墨礦占全球探明儲(chǔ)量的75%以上，但我們的純化技術(shù)很差，賣(mài)出去的價(jià)格也就千把塊錢(qián)一噸，然后人家提純之后再賣(mài)給我們就到了幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)元一噸。我們連這個(gè)技術(shù)都沒(méi)解決，要做更高端的石墨烯材料可想而知。
總而言之，如果不改變當(dāng)前的發(fā)展模式，未來(lái)的石墨烯核心產(chǎn)業(yè)還會(huì)被他人占領(lǐng)，這絕非危言聳聽(tīng)，須引起人們的高度重視。
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