新材料革命：石墨烯產業化前景
被譽為“萬能材料”的石墨烯，在電子、航天軍工、新能源、新材料等領域有著潛在的巨大應用空間，近年頗受學界、政府、資本的重視與追捧。 2004年，石墨烯首次從石墨中分離得到。十年來，發達國家對于石墨烯研究的支持力度不斷增強。據科技部消息，近期，英國將投資60
石墨烯有望打破半導體產業流傳的摩爾定律，即芯片的集成度每18個月至2年提高一倍，即加工線寬縮小一半。目前通用材料硅的加工極限一般為10納米線寬，而石墨烯尺寸更小，且導電性能更好，電子遷移率更高。由于集成電路的技術水平和發展規模已成為衡量一個國家產業競爭力和綜合國力的重要標志之一，發展石墨烯產業在國家戰略層面的意義重大。
目前在石墨烯研究領域，新興經濟體與發達國家同處起跑階段。從專利申請數量來看，中國還具有相當的科技創新優勢。一旦抓住機遇，我國有望在石墨烯的產業化進程方面領先他國，甚至主導這場技術革命，有利于我國從制造大國轉型制造強國。中國知識產權網（CNIPR）數據顯示，截至2014年7月，中國有關石墨烯專利申請數量為5442，處于世界首位，是第2名美國申請數量（2196）的近2.5倍。
現狀：產業化“攻堅”緩慢
目前石墨烯制備還無法實現達到產業化要求的大規模量產。制備方法的局限導致石墨烯層數增加、內部缺陷的累積，石墨烯的各種優異性能將無法體現，因而實現高質量、大規模的石墨烯生產是石墨烯產業化的基石。
當前石墨烯制備有四種主流方法：微機械剝離法、外延生長法、化學氣相沉淀CVD法和氧化石墨還原法。其中CVD法被認為是產業化生產石墨烯薄膜最具潛力的方法。該方法的生產原料為廣泛存在的碳氫化合物（甲烷、乙醇等）。三星已運用CVD法成功獲得對角長度為30英寸的單層石墨烯。
不過，目前CVD法制備出的石墨烯厚度難以控制，良品率無法保證。此外，CVD法雖然原料廉價，但設備價格高昂（價格在30-100多萬美元/臺之間），對于一個尚在產業化初期的領域來說是一大筆成本。
21世紀宏觀研究院認為，石墨烯的“產業化困境”在于，一方面，因為受制于制備過程中的高成本和低質量，石墨烯目前未實現量產；另一方面，產業鏈下游的應用領域還未實現突破，尚未產生規模化需求。
當前我國石墨烯產品主要在科研單位及企業研發部門中“自產自銷”。科研單位與企業對接不暢，研發機構與下游企業缺乏溝通，石墨烯研發重基礎科學而輕實用技術，導致石墨烯的應用領域市場需求未開，沒有一個領域可以實現石墨烯的規模化應用。
作者：耿雁冰 鮑涵 來源：21世紀經濟報道 責任編輯：wutongyufg
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