石墨烯：產業化步伐正在加快

　　 近年來，制備石墨烯新方法層出不窮，隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快。基于已有的研究成果，最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池等領域。

　　在重慶高新區金鳳電子信息產業園區內，有一家成立于2013年的公司，首期投資近3億元，擁有8700平方米的超凈廠房，并于2013年底建成全球首條大規模石墨烯薄膜生產線。

　　這家公司全稱為“重慶墨希科技有限公司”，公司總工程師魏大鵬告訴《中國科學報》記者：“通過引進中國科學院重慶綠色智能技術研究院的大面積單層石墨烯薄膜制備技術，公司石墨烯可達到100萬平方米的年生產能力。”

　　神奇的材料

　　石墨烯與金剛石一樣，都是碳家族的成員。早年，石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在。2004年，英國曼徹斯特大學的兩位物理學家成功地從石墨中分離出石墨烯，從而證實它可以單獨存在。這兩位科學家也因石墨烯的貢獻于2010年共同獲得諾貝爾物理學獎。

　　問世以來，石墨烯創造了諸多“紀錄”：石墨烯是世上最薄的材料，十萬層石墨烯疊加起來的厚度大概等于一根頭發絲的直徑；物理學家通過試驗發現，如果用石墨烯特制的包裝袋，能承受大約兩噸重的物品；石墨烯電阻率極低，電子遷移的速度極快；石墨烯幾乎完全透光，透光率在97%以上。

　　據魏大鵬介紹，國內石墨烯的研究與國外同步，以中科院長春應用化學所、中科院物理所、中科院化學所為代表的研究機構以及北京大學為代表的高校，在石墨烯領域前沿科學研究方面取得了一系列成績。

　　2012年，魏大鵬從美國普渡大學完成博士后工作回國，來到中科院重慶綠色智能技術研究院的微納制造與系統集成研究中心（以下簡稱微納中心）。當時，微納中心在主任史浩飛帶領下正在進行石墨烯薄膜的大面積制備研究。

　　科研工作與企業生產并行

　　加入微納中心后，魏大鵬主要從事石墨烯應用研究，包括石墨烯觸控技術、石墨烯柔性傳感技術、石墨烯柔性光伏器件等。他表示：“我們希望將石墨烯應用于實際產品中，促進科學技術與產業的結合。”

　　2013年1月，微納中心發布了我國首片15英寸單層石墨烯薄膜。同年3月，由上海南江集團與中科院重慶綠色智能技術研究院共同投資成立了重慶墨希科技有限公司，主營業務為石墨烯薄膜及其相關產品的研發、生產與銷售。

　　據悉，重慶墨希科技有限公司（以下簡稱重慶墨希公司）注冊資金2.67億元，其中南江集團資金投入2億元，中科院重慶綠色智能技術研究院以石墨烯技術ZL成果轉讓為無形資產投資6700萬元。

　　魏大鵬告訴記者：“我們微納中心技術團隊也一并加入重慶墨希公司，我主要從事公司項目管理及石墨烯應用技術開發。”

　　在中科院重慶綠色智能技術研究院，魏大鵬從事應用基礎研究，并指導研究生，包括石墨烯電子皮膚、石墨烯光電器件等。他指出：“我們的研究到實際的市場應用還有幾年甚至十幾年的時間，目前成果主要以科研論文的形式呈現。”

　　而在重慶墨希公司，魏大鵬從事的石墨烯應用技術開發工作更為具體，比如石墨烯觸控屏、石墨烯手機等，這些產品的基本原理在實驗室已經摸清楚，在企業主要解決工程化的問題。

　　從科研工作到企業生產，魏大鵬認為這兩者并不沖突，“因為我們的目標是一致的，都是面向實際應用和產業的，服務于國民經濟。不同之處在于技術成熟度不同，公司是以盈利為目的，需要開發更成熟、市場接受的產品，在研究院則開發更具顛覆性的技術和產品。”

　　產業化初期需政策培育

　　近年來，制備石墨烯新方法層出不窮，隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快。基于已有的研究成果，最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池等領域。

　　重慶墨希公司的產品分為兩類：一類是石墨烯薄膜原材料，一類是石墨烯薄膜應用產品，如石墨烯手機、石墨烯電子書，后期還會有柔性穿戴式電子終端產品。

　　重慶墨希公司的石墨烯薄膜材料產能年產可達100萬平方米，主要為后段應用產品提供原材料。2015年3月，重慶墨希公司發布了3萬部石墨烯手機，現在已經和多家手機生產廠商簽訂協議，幾萬部石墨烯手機預計今年出貨，目前正在加緊生產石墨烯觸控屏。