专访中科院院士刘忠范:石墨烯不能搞大炼钢铁式“大跃进”

澎湃新闻记者 王灿

2017-01-30 08:23 来源:澎湃新闻

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【写在前面】
自2010年石墨烯的制备者获诺贝尔奖起,石墨烯在产业界的“热度”就一发不可收拾。
因具有优良的光、电、力学等性能,石墨烯被称为“新材料之王”、“超级材料”等。近两年来,中国的石墨烯产业园区以及石墨烯基地在各地开花,各种各样所谓的“石墨烯”产品不断推出。同时,资本市场也在热炒石墨烯概念股,昔日私募大佬徐翔也曾通过热炒华丽家族(600503)等石墨烯概念股获利颇丰。
针对当前石墨烯产业的发展现状及问题,澎湃新闻(www.thepaper.cn)于近日专访了中国科学院院士、北京大学化学学院教授刘忠范。刘忠范称,目前中国石墨烯产业发展出现了“一拥而上”的群众运动,类似当年“大跃进”时期的大炼钢铁行动。产业集中度也是问题,比如,国外做石墨烯的很多是大型企业,而中国基本上都是一些小型的初创企业。
刘忠范对此表示担忧,他说目前石墨烯产业仅仅是产业化初级阶段,刚露出一点端倪,群众运动式的发展方式并不能有效带动石墨烯产业的发展。如果中国不改变当前石墨烯产业的发展方式,未来石墨烯领域的核心产业有可能会被国外占领。石墨烯产业的发展要有国家意志,国内的大企业尤其是央企要有战略布局。
中科院院士刘忠范
以下为专访全文:
中国石墨烯产业一拥而上,类似“大跃进”时期的大炼钢铁运动
澎湃新闻:你曾多次提到目前中国石墨烯产业发展一拥而上,有点像当年“大跃进”时期的大炼钢铁运动。目前石墨烯产业具体发展的具体情况如何,会让你有这样的看法。
刘忠范:目前中国拥有世界上最为庞大的石墨烯研发队伍。从2011年起,中国学者发表的石墨烯论文已位居全球榜首,至今已遥遥领先;在专利申请方面,截至2016年9月30日,中国在全球的占比已超过68%。现在全国到处都在建石墨烯产业园和研发基地。我有一张石墨烯产业园分布地图,一直在不断更新之中,目前至少有二十几家了。最早在常州发起,继而宁波、重庆、青岛等地,呈星火燎原之势,从发达地区扩散到欠发达地区。最近一个时期,我到处呼吁不能这么做事,因为任何一种新材料都不可能靠群众运动去做。大家误认为石墨烯的门槛很低,进去就可以赚大钱,这是一个严重的认识误区。
我经常讲,历史知道答案。迄今为止,什么材料是靠群众运动做出来的?如果说过去有过这种情形,那就是1958年的大炼钢铁。这段历史大家都知道,结果可想而知,浪费了大量的资源,造出了一堆废铁。现在的“造烯运动”也有这种感觉。人们的一个误解是石墨烯产业已经到了大发展阶段,遍地“黑金”。实际上,石墨烯材料才刚刚走出实验室,至多处于产业化初期,远非成熟,更不是遍地黄金,而是遍地陷阱。根据高德纳公司的技术成熟度曲线分析,石墨烯新材料应该处于泡沫顶峰期,承载了人们过度的期待。接下来将是所谓的死亡谷,因为从基础研究到成熟的技术,再到产业需要漫长的时间,不可能一蹴而就。从2004年的第一篇石墨烯热点文章至今,满打满算才十二年多一点,不能期待太高。实际上,石墨烯未来是否一定成为一个大产业,没人能够保证,因为有诸多不确定因素存在。
中国的石墨烯行业存在很多不正常现象。股票市场盲目炒作,利用石墨烯名目圈钱;地方政府盲目上马,圈地建产业园;还有一批不负责任的石墨烯玩家炒概念,究竟有多少人真正关注石墨烯产业本身就不得而知了。这样做的结果是苦了那些真正想做事的人,因为大家的期待落空之后,就会从一个极端走向另一个极端,从盲目轻信,到全盘否定。就像当年炒作纳米,忽悠了快二十年。现在一说到纳米,很多人就摇头。
任何一个新材料或新技术产业发展都没有那么简单,碳纤维就是一个很好的例子。早在20世纪60年代初,日本人就提出了工业化制备碳纤维的方法。到上世纪七十年代初,日本东丽公司才真正开始小规模的工业化生产,每月一吨左右而已。当时的碳纤维档次很低,只能做钓鱼竿。到2003年为止,东丽公司投入了1400多亿日元,一直在做亏本生意。直到波音公司把他们的碳纤维用到新一代大飞机上,转机才出现。要知道,这个时候的碳纤维已经不可同日而语,档次有了大幅度提升。从1971年到2003年,东丽公司坚持了32年,这就是工匠精神。假如没有东丽公司的坚持,很难说碳纤维产业多大,至少不会发展的这样迅速。所以说,一种材料是否能够催生一个产业,常常需要核心人物或核心企业在推,而不是群众运动式的淘金,因为在真正成为成熟的产业之前,还无金可淘。我们常常擅长于复制成熟的技术,而不是开发新技术,表现为过于浮躁和功利。碳纤维材料形成今天的产业走过了近半个世纪的旅程。石墨烯材料满打满算才十二年。不能说石墨烯产业一定需要半个世纪,但是十二年是绝对不可能的。
“今天的石墨烯不等于未来的石墨烯”
澎湃新闻:中国现在很多做石墨烯的公司都是小公司,一些初创企业,他们如何投入大量资金和精力去常年坚持做研发呢?
刘忠范:确实,现在的石墨烯玩家大多是小微企业,基本上是个体户性质。这就决定了企业发展的功利性,否则无法生存。石墨烯产业需要国家意志和大企业参与,因为在产业化初期,需要大量的投入,小微企业是做不到的。
澎湃新闻:就这么些年石墨烯的发展来看,中国是否出现了类似当年东丽公司的那种企业了吗?
刘忠范:我还没有看到这种迹象,中国的企业文化也决定了很难出现像东丽公司这样的“一根筋”企业。当然,我们也有制度上的优势和顶层设计,动用国家力量去做大石墨烯产业。
澎湃新闻:这两年出现了很多所谓的石墨烯衣服等产品,您怎么看?
刘忠范:目前的石墨烯产品炒作成分太多,鱼目混珠,很难一概而论。尽管不能简单地说低端产品和高端产品,但至少当下炒作的东西不可能成为石墨烯产业的未来发展方向。如果这么简单,也就无所谓战略新兴材料了。打个比方说,我们炒菜时会加点味精调味,但我们不会说这道菜是味精,更不会说今天吃了味精。仅仅在某种材料里面加上一点石墨烯,或许会改变一些性质,但不会成为颠覆性的东西。
澎湃新闻:现在石墨烯确实好像有种沦为“工业味精”的感觉,放哪都好使?
刘忠范:这主要是被大家炒烂了,它的作用远不止如此。
澎湃新闻:那石墨烯未来的发展可能是怎样的呢?
刘忠范:我给石墨烯材料设计了三种可能的未来。第一种未来类似于碳纤维,不至于日常生活离不开它,但在某个行业中担当着杀手锏级的角色。现实的石墨烯材料并不等同于未来的石墨烯材料,档次还远远不够。但是,随着石墨烯材料的制备水平无限接近于理想情况,成为某个行业的杀手锏级应用绝非不可能。
第二种未来类似于塑料。二十世纪初发明的塑料现在已经无处不在,极大地便利了人类的生活。这种可能性对于石墨烯材料来说,也不是梦想,它的潜在用途极其广阔,尽管成为现实需要付出艰苦的努力。
第三种未来类似于硅材料。硅材料是集成电路的基石,将人类带入了信息化时代,极大地改变了人类的精神生活。石墨烯的卓越特性如果全部挖掘出来并得以应用,前途不可限量。在将来的某一天,造就一个“石墨烯时代”也不是幻想。
澎湃新闻:哪一种最有可能是石墨烯的发展方向呢?
刘忠范:这几种可能性都有,但我认为最现实的是第一种,即类似于碳纤维的未来。假如能够把石墨烯材料做到极致,拥有最好的导热性和导电性,强度是钢的200倍,谁会不用呢?石墨烯材料的发展路径将与碳纤维类似,随着性能的不断提升,标号不断提升,用途也越来越大。我的团队致力于研制未来的石墨烯材料。我们相信,制备决定未来。希望通过我们的不懈努力,为未来的石墨烯产业打好材料基础。未来的石墨烯产业有多大,取决于是否有人能够把原材料做到极致,而不是将就着用,我的团队愿意担当这个大任。
澎湃新闻:就比如说真能按照第一种碳纤维的发展方式,石墨烯的哪种性能可能会发挥极致的作用呢?
刘忠范:这还不太好说,或者说看不太清楚。个人觉得石墨烯作为热管理材料很有前途,相对来说也比较简单,作为散热材料和发热材料是一个很现实的方向;其次是石墨烯力学性能的应用,作为复合材料的重要组成部分,用作轻质高强材料;第三个前景是其优良的电学特性的应用,抗静电、触摸屏、甚至未来的集成电路材料等,尤其在柔性器件、智能穿戴器件领域将有着广阔的应用前景。
澎湃新闻:虽然目前下游市场的应用并没有打开,但是各地的产业和园区在不断推出,你去很多地方调研过,目前这些产业园区实际上是什么情况?
刘忠范:这种石墨烯产业园区就像一个百货商场,里面有很多摊位,有卖鞋的、有卖衣服的、还有卖帽子的,琳琅满目。每个园区建立之后,需要招商引资,需要吸引诸多从事石墨烯研究开发的团队进驻,自然很难做到统一布局,统一意志,因此也难以避免简单重复现象,导致特色不清晰。而每个小摊主基本上属于小微个体户,很难坚持核心技术的研发工作,理想被现实所淹没是正常的事情。
若不改目前产业发展模式,石墨烯核心领域或被国外占领
澎湃新闻:目前国外的石墨烯产业是什么情况呢?
刘忠范:国外也在做,而且很多有实力的大企业参与其中,并起着主导作用,例如韩国三星公司从本世纪初就开始布局,拥有近500个石墨烯核心专利。我注意到,在国外特别现实的石墨烯产品反而宣传的很少,而宣传报道的大多属于未来型技术。这一点与我们差别很大,我们很少做未来的布局,而满足于炒作现在的石墨烯商品。显然,面向未来的东西都是在探索杀手锏级的用途,一旦突破就将是颠覆性的。另外,还有专利保护的问题。虽然目前中国的石墨烯专利占全球第一,但真正的核心专利究竟占多少是个大大的问号,值得大家重视。
澎湃新闻:现在国外做这块研究的都是些巨型企业吗?
刘忠范:国外很多有实力的大企业都有前瞻性的布局,当然并非没有小微企业和新企业做石墨烯。我们的石墨烯玩家常常是新成立的小公司,在石墨烯淘金热中建立起来的,缺少技术积淀和综合研发实力,其竞争力可想而知。
澎湃新闻:这些国外大公司对石墨烯的研究主要集中在哪一领域?
刘忠范:我们现在看到的常常都是比较遥远的和感觉不太靠谱的东西。但是,这些看似不靠谱的东西如果搞定的话,就是颠覆性的,成为未来石墨烯产业的核心竞争力。
澎湃新闻:如果中国没有这种大型企业来做这件事的话,这块市场可能又会被国外给占掉了?
刘忠范:这么说吧,我们到现在为止,哪个新技术真正源于自己的独创?绝大多数时候,都是别人有重大突破,我们再去复制。正因为这样,我经常会反问,为什么期待石墨烯材料会特殊呢?如果不是做法和观念的改变,凭什么石墨烯会成功呢?相对于我们这些小作坊式的石墨烯玩家,一旦国外大企业在某个方面取得突破,跑到中国来投资建厂,一次投10亿美元,你根本竞争不过,一切的努力都可能会付之东流。我们现在需要改变做法。不能提倡大炼钢铁和群众运动式的方式。要发挥制度优势,整体布局,体现国家意志和企业意志。不能仅仅关注立即赚钱的东西,要布局未来的核心技术。
澎湃新闻:不过,中国也有像华为这样的大公司在做这一块的研究。
刘忠范:是的,但华为还局限于把石墨烯用到手机上,这也不会是石墨烯的主流发展方向。就现状而言,让中国的企业做大规模的投入不太现实,需要国家发力,整体布局,有序发展,这是中国的强项。
此外,现在大家在认识上有一个极大的误区,有石墨矿的地方都发展石墨烯产业。客观地讲,从石墨矿出发制备石墨烯仅仅是粉体石墨烯制备技术的一个选项,而且也未必是最佳选项。因为石墨矿有很多伴生杂质,很难提纯,制备过程常常产生严重的环境污染,所以综合各种因素未必划算。虽然我们国家的石墨矿占全球探明储量的75%以上,但我们的纯化技术很差,卖出去的价格也就千把块钱一吨,然后人家提纯之后再卖给我们就到了几十万甚至上百万元一吨。我们连这个技术都没解决,要做更高端的石墨烯材料可想而知。
总而言之,如果不改变当前的发展模式,未来的石墨烯核心产业还会被他人占领,这绝非危言耸听,须引起人们的高度重视。
责任编辑:李跃群澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 中科院院士,刘忠范,石墨烯,大炼钢铁,大跃进,产业园,产业化,科研,专利,布局,澎湃,澎湃新闻

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