■ 本报记者 彭慧 特约记者 陈露菡

　　“撬动未来的杠杆”——石墨烯

　　给我一个支点我可以撬动地球，给我一种材料我可以改变一个世纪。

    郴州博太超细石墨股份有限公司董事长林前锋潜心钻研石墨烯生产技术难关

　　石墨烯又称单层墨，是一种新型的二维纳米材料，因其特殊纳米结构和优异的物理化学性能，石墨烯在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。

　　2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过简单的“机械剥离法”，利用“胶带”从石墨表面“撕”出单层的石墨——石墨烯，他们戏剧般简单地尝试，点燃了新材料革命的火种，也为他们赢得了诺奖桂冠。

　　石墨烯是目前已知的拥有超强的坚硬度、非凡的导电性和极佳的透光性，而且有极大灵活性的纳米材料，由于其强大的“先天”优越性，所以在“后天”应用上具有无比卓越的爆发潜质。

　　近年来，关于石墨烯的科学研究进展迅速，其产业化应用也如箭在弦上。据专业预测，石墨烯一旦批量生产，将在触摸屏、储能电池、传感器、半导体、航空航天、国防军工、生物医药等领域大展宏图，石墨烯正承载着人类对未来科技生活的梦想，撬动至少万亿级产业链。

　　各国破题石墨烯产业化

　　许多项研究向我们展示了石墨烯的惊人特征，但有一个陷阱：这些惊人的特性对样品质量要求非常高。要想获得电学和机械性能都最佳的石墨烯样品，费时费力又费钱：机械剥离法——用胶带粘到石墨上，手工把石墨烯剥下来。2004年诺沃肖洛夫他们就是这么制造出石墨烯的。

　　作为石墨烯的发现国，英国已将其确定为国家创新战略的重要新兴技术之一，充分利用天时、地利、人和，力争成为世界领先的石墨烯研发和制造基地。

　　2011年，英国政府宣布投入5000万英镑支持石墨烯研究，包括建立总投资达6100万英镑的国家石墨烯研究院;2012年12月，英国政府增拨2150万英镑用以资助石墨烯材料应用领域的研究;到了2014年9月，英国又宣布投资6000万英镑成立石墨烯工程创新中心，作为国家石墨烯研究院的补充，以期加速石墨烯应用研究和开发。由此可见，英国致力于石墨烯研发及商业化的决心和力度之大，正如英国财政大臣奥斯本所言，英国政府将“致力于确保让英国的发现在英国做出名堂来”。

　　美国通过国家自然科学基金等机构持续支持。2006年至2011年间，美国国家自然科学基金会关于石墨烯的资助项目近200项，重点项目包括石墨烯基超级电容材料、石墨烯材料连续大规模纳米制造等。美国国防部先进研究项目局还于2008年启动了碳原子射频应用项目，总投入2200万美元，开发超高速、超低功耗石墨烯基射频电路，即用石墨烯制造计算机芯片和晶体管。2012年，美国IBM公司成功研制出首款由石墨烯圆片制成的集成电路，使石墨烯特殊的电学性能彰显出应用前景，预示着未来可用石墨烯圆片来替代硅晶片。

上海通梦资产管理有限公司董事长王琦（左）、郴州博太超细石墨股份有限公司董事长林前锋（中）、深圳万创投资控股有限公司董事长胡荣建（右）在一起研讨石墨产业。

　　韩国产学研合作促进石墨烯商业化。原韩国知识经济部曾计划在2012年至2018年向石墨烯领域提供2.5亿美元资助，其中1.24亿美元用于石墨烯技术研发，1.26亿美元用于石墨烯商业化应用研究。2013年，韩国产业通商资源部宣布，将整合韩国科研机构与企业力量推进石墨烯商业化发展，41家科研机构与6家企业形成石墨烯联盟，政府将在未来6年投入4230万美元，帮助企业实现石墨烯的应用产品与相关技术商业化，希望以此打造每年约153亿美元的市场，形成25家全球领先企业。

　　中国政府日益重视石墨烯材料的研发应用。在石墨烯领域，中国与发达国家基本同处起跑阶段。国家科技重大专项、国家973计划围绕“石墨烯宏量可控制备”,“石墨烯基电路制造设备、工艺和材料创新”等方向部署了一批重大项目，取得了一批创新成果，国际影响力逐步提升。国家自然科学基金委也投入不菲，2007年至2012年石墨烯研究累计资助经费达3.3亿元。2012年，工业和信息化部把石墨烯列入《新材料产业“十二五”发展规划》。地方政府对石墨烯产业的兴趣也日益升温，宁波、常州、无锡、青岛、重庆等地纷纷设立石墨烯产业园区。中国石墨烯产业技术创新战略联盟于2013年成立，旨在推动石墨烯产业化。世界各国对于专利申请的门槛不一，但单从数量上来说，中国是申请石墨烯专利数量最多的国家，已超过2200项，将近全世界总量的1/2 。

　　“微晶石墨之都”郴州的产业转型之路

　　中国郴州是矿产之都，素有中国“微晶石墨之都”的美誉，微晶石墨储量占世界的70%。郴州是目前世界上开采规模最大、品位最好、最负盛名的微晶石墨产地，具有发展微晶石墨产业的有利条件。

　　“郴州把发展微晶石墨产业，作为推进产业升级转型的重要抓手、发展新型材料的‘一号工程’，以改革创新为驱动，以产业园区为平台，全力打造全国最大的微晶石墨制品生产基地。”湖南省郴州市委常委、常务副市长李评如是说。

　　但在过去很长一段时期，由于采掘加工技术落后，以及受“有水快流”思想影响，郴州微晶石墨产业处于低端无序化开发状态，严重影响了资源保护和产业升级。

　　李评介绍，近年来，郴州市坚持“集约节约利用资源”的指导思想，按照“矿权向战略投资者集中、资源向精深加工集中”的工作思路，坚持一手抓资源整顿整合，一手抓资源精深加工，加快推动石墨产业转型发展。

　　郴州博太超细石墨股份有限公司是郴州市政府重点招商引资企业，在微晶石墨精深加工方面拥有行业发言权，拥有完全具有知识产权的发明专利50个和实用新型专利30个。其微晶石墨提纯技术达到了国际领先水平，可大量生产工业级核石墨，高纯净度石墨烯。在郴州市政府大力支持下，该公司拟建年产5万吨高纯微晶石墨提纯项目，重点为国防科技静压材料、锂离子电池电极、碱性电池电极等提供高等级原材料，并着手建成石墨烯生产线。项目拟投资5亿元，对石墨产业进行转型升级。

　　郴州博太超细石墨股份有限公司董事长林前锋说，湖南在石墨烯产业经营上基本停留在对石墨的初选和加工阶段，是否拥有核心制备技术，将决定着企业的“成与败”。现在全球市场正在积极推动石墨烯的产业化运用，欧盟委员会就曾经宣布将石墨烯加入“未来新兴旗舰技术项目”，在未来10年投入10亿欧元。有专家预测石墨烯作为革命性的新材料，未来将撬动至少万亿级的产业链，发展前景十分广阔。

　　2014年4月26日，微晶石墨产业发展高峰论坛在湖南郴州召开。来自全国80多家专业院校、机构和民间组织，以及政府的100多位专家代表在微晶石墨产量占70%的郴州畅谈微晶石墨的昨天、今天和明天。论坛对微晶石墨现阶段的研究成果予以集中性展示，对未来可发展领域进行广泛性探讨，对南方石墨有限公司整合郴州石墨矿区以及研发成果予以研讨，明确石墨产业阶段性发展目标和长远发展方向。

　　2014年12月5日，郴州市政府副市长李庭深入现场调研郴州博太超细石墨股份有限公司5万吨高纯微晶石墨及应用产品产业基地项目。李庭指出郴州被誉为“微晶石墨之都”享誉世界，在世界微晶石墨产业中具有重要地位。我国微晶石墨精深加工技术及其高端应用技术未得到有效突破，产业链处于初级阶段，通过实施该项目，有利于加速企业技术创新，对推动郴州乃至我国微晶石墨产业转型升级具有积极的作用。

　　石墨烯产业新机遇

　　前瞻产业研究院发布的《2014-2018年石墨烯项目可行性研究报告》指出石墨烯良好的电导性能和透光性能，使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。触摸屏、液晶显示、有机光伏电池、有机发光二极管等等，都需要良好的透明电导电极材料。特别是，石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良;氧化铟锡脆度较高，比较容易损毁。在溶液内的石墨烯薄膜可以沉积于大面积区域。通过化学气相沉积法，可以制成大面积、连续的、透明、高电导率的少层石墨烯薄膜，主要用于光伏器件的阳极，并得到高达1.71%能量转换效率;与用氧化铟锡材料制成的元件相比，大约为其能量转换效率的55.2%。作为新兴产业，前瞻网指出，石墨烯未来前途一片光明。

　　《“十二五”期间中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》称石墨烯集合世界上最优质的各种材料品质于一身。郴州博太超细石墨股份有限公司董事长林前锋说：如果说20世纪是硅的世纪，石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元，将给世界带来实质性变化。

　　一个60亿投资的石墨烯产业集群基地正在筹建之中，将整合石墨烯锂离电池、电动汽车、电动汽车管理系统、电机等行业资源，打造石墨烯产业集群。

　　中蓝科技控股集团将采用PPP/BOT的运营模式，准备引进投资60亿元，向长沙市政府投入纯电动大巴、纯电动出租车，同时建立配套的充电站(桩)设施及核心零部件基地，今年6月前，引进产业基金30亿元投资兴建日产100万安时石墨烯锂离子电池生产线将落地。

　　目前投入市场的石墨烯动力电池较燃油汽车将大大节省成本。中蓝科技控股集团董事长、湖南元素密码石墨烯研究院创始人谭彬给记者举了这样一个例子，像一辆12米的电动大巴，以单程50公里为例，燃油大巴一个月的燃油费达到1.7万—2万元，而石墨烯纯电动大巴一个月费用不超过5000元，现在集团正呼吁长株潭地区政府采用PPT模式，建立配套的充电站(桩)设施及核心零部件基地，推广使用新能源，社会和经济效益将大大提升。

　　现有手机触摸屏的工作层中不可缺少的材料为陶瓷材料氧化铟锡。氧化铟锡的价格高、用量大、易碎、有毒性(与铅的毒性可比)。而如果使用石墨烯触摸屏合成对环境无害，需要资源少，并且随着生产工艺的不断改进，生产成本有望大大低于传统氧化铟锡触摸屏。

　　鉴于石墨烯所蕴含的无限应用潜力，三星、苹果和谷歌公司开始积累各种与石墨烯有关的专利，未来的竞争之战已在实验室打响。目前苹果、三星和谷歌貌似已经在竞争收购，欲将这种材料用于移动和可穿戴设备中的相关知识产权都收入囊中。据预测，到2016年全球移动设备销量将高达8470亿美元，未来五年可穿戴设备的销量将高达190亿美元。掌握了石墨烯的开发技术就成为公司未来在电子设备市场发展的关键。

　　“石墨是一种稀有矿产，是现在所发现世界最坚硬的物质，而且用途极其广泛，在国防军工上，可以用于战斗机、核武器、导弹、防弹衣等领域;而民用可以用于汽车、电子等领域。由于我国石墨基本出口，而每年对石墨的需求又逐年上升，投资石墨将有巨大的增长空间。”上海通梦资产管理有限公司董事长王琦说。

　　据了解，通梦财富在投资领域将目光锁定在湖南郴州的博太超细石墨股份有限公司，计划投资5亿元人民币，进行公司二期扩建工程项目。项目完成后，将达到25万吨的年生产能力，预计年产值达30亿元人民币。

　　王琦预测说石墨烯低成本预计明年便可实现。石墨烯目前的价格贵过黄金，最便宜的也要500元/克，但一年之后，就可以降到50元/克，再过两年，可能就降到1～5元/克的“白菜价”。在工业化方面，目前通过天然石墨剥层等技术，石墨烯的生产已经接近量产的水平，未来两三年内，便可大规模应用在电池、导电、导热等材料领域，替代现有的材料。