中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2023年11月，劉忠范獲頒“中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)領(lǐng)航人”獎(jiǎng)。
劉忠范，深耕石墨烯領(lǐng)域研究15載，以推進(jìn)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，立志解決石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展“卡脖子”問題為己任，在花甲之年，以擔(dān)當(dāng)?shù)挠職獍l(fā)起成立了北京石墨烯研究院(BGI)，開啟了人生第二次創(chuàng)業(yè)。BGI成立五年來(lái)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)揭示了石墨烯材料可控生長(zhǎng)的基本規(guī)律等在內(nèi)的石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的諸多難題，實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)石墨烯原材料和裝備的國(guó)際引領(lǐng)。
劉忠范院士：尋找石墨烯的“殺手锏”級(jí)應(yīng)用
石墨烯有三種不同的形態(tài)：一種是粉體，一種是薄膜，還有一種是纖維。材料形態(tài)不同，用途也不一樣。
據(jù)劉忠范院士介紹，2010年至今，石墨烯的應(yīng)用以粉體材料為主，用作電熱產(chǎn)品、導(dǎo)電添加劑、防腐涂料等。未來(lái)10年值得期待的是一維石墨烯纖維材料，有望用作散熱膜、功能纖維、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)纖維，甚至超級(jí)導(dǎo)線等。
再過(guò)10年左右，或許是石墨烯薄膜材料的天下。水氧阻隔膜、分離膜、緩沖層、透明電極、觸控屏、射頻器件、光通信器件等，將逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化。從材料的形態(tài)上講，粉體材料到纖維材料，再到薄膜和晶圓材料，或許是石墨烯材料的發(fā)展歷程。
但目前的石墨烯新材料產(chǎn)業(yè)，還面臨著一系列的技術(shù)挑戰(zhàn)。
一是低成本的規(guī)模化制備的技術(shù)，二是低成本的批量剝離轉(zhuǎn)移技術(shù)，三是單層基元材料到實(shí)用宏觀材料的過(guò)渡和性能傳遞方法，四是復(fù)合基體材料中的分散技術(shù)，五是要找到石墨烯材料的不可替代的“殺手锏”級(jí)應(yīng)用。
劉忠范院士強(qiáng)調(diào)：“到現(xiàn)在還沒有找到石墨烯獨(dú)到的、無(wú)法替代的用途，若只做‘萬(wàn)金油’式的添加劑和‘工業(yè)味精’，這個(gè)產(chǎn)業(yè)是不會(huì)走太遠(yuǎn)的。”
劉忠范院士：石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展可以“降降溫”
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2023年9月底，中國(guó)石墨烯企業(yè)數(shù)量逾6.7萬(wàn)家，石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)達(dá)60個(gè)，全國(guó)25省市擁有113個(gè)石墨烯研究院、17個(gè)創(chuàng)新中心和17個(gè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
但與一擁而上的石墨烯企業(yè)相比，卻是石墨烯產(chǎn)能過(guò)剩的現(xiàn)實(shí)。2022年，我國(guó)石墨烯粉體產(chǎn)能2.2萬(wàn)噸，薄膜產(chǎn)能450萬(wàn)平方米，而石墨烯粉體產(chǎn)能的利用率僅約7%，薄膜產(chǎn)能的利用率不足0.23%。
來(lái)源：北京石墨烯研究院
科學(xué)推動(dòng)綠色低碳轉(zhuǎn)型，既需要政策的力度，也需要把握發(fā)展的速度，不能急于求成。
石墨烯材料：從科學(xué)、工程到產(chǎn)業(yè)
挑戰(zhàn)極限，突破難題。劉忠范院士提到石墨烯的剝離與轉(zhuǎn)移是石墨烯薄膜應(yīng)用的重大技術(shù)瓶頸，為了攻堅(jiān)克難，具有優(yōu)良電熱性能的超級(jí)蒙烯材料應(yīng)運(yùn)而生，其研究團(tuán)隊(duì)找到了解決支撐載體問題、破解石墨烯薄膜卡脖子問題的全新解決方案。其中，蒙烯玻璃纖維的研發(fā)成為風(fēng)電葉片甚至新一代導(dǎo)彈的殺手锏技術(shù)。劉院士認(rèn)為，沒有扎實(shí)的基礎(chǔ)研究和殺手锏技術(shù)，就沒有核心競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于如何從研究思維到產(chǎn)業(yè)思維的跨越，他強(qiáng)調(diào)，石墨烯材料的產(chǎn)業(yè)化需要科學(xué)家、工程師和企業(yè)家交叉融合，協(xié)同創(chuàng)新。
石墨烯新材料，上貨架才是硬道理
自2004年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，石墨烯就以“多才多藝”著稱，從醫(yī)療保健到航空航天，都能找到它的身影，成為火遍全世界的“網(wǎng)紅”，被認(rèn)為是21世紀(jì)重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。
對(duì)于石墨烯來(lái)說(shuō)，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，或者創(chuàng)造全新的產(chǎn)業(yè)，才是它的價(jià)值所在。
劉忠范院士表示，科技工作者要提升自己的研究品質(zhì)，做真正有成就感和獲得感的工作，成果要“上書架”“上貨架”。上書架，并非簡(jiǎn)單地發(fā)表學(xué)術(shù)論文，而是真正對(duì)科學(xué)有用，是能夠在教科書里找到；而上貨架，并非簡(jiǎn)單地申請(qǐng)幾項(xiàng)專利，而是真正對(duì)國(guó)計(jì)民生有用，是能夠在百姓生活里找到。
劉忠范院士說(shuō)，他所在團(tuán)隊(duì)采取的策略是，一手抓材料研究，一手抓裝備研發(fā)，同時(shí)從基礎(chǔ)研發(fā)、中試示范到產(chǎn)業(yè)落地進(jìn)行全鏈條布局，尤其強(qiáng)化中試工程化研發(fā)，從而架起鏈接材料與市場(chǎng)的橋梁。
結(jié)語(yǔ)
風(fēng)勁帆滿，戮力前行。在石墨烯道路上，劉忠范院士將繼續(xù)以強(qiáng)烈的擔(dān)當(dāng)精神、工匠精神、創(chuàng)新精神，肩負(fù)起中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史重任。
信息來(lái)源：人民政協(xié)報(bào)、復(fù)旦大學(xué)、北京石墨烯研究院、四川日?qǐng)?bào)、石墨烯聯(lián)盟、新材料在線等。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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