全國政協(xié)常委劉忠范:石墨烯產(chǎn)業(yè)跑得有點快,需長遠規(guī)劃

發(fā)布日期:2020-05-21 ??? 來源: 新京報

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新京報快訊(記者 張璐)去年,十三屆全國政協(xié)常委、北京石墨烯研究院院長、中科院院士劉忠范在全國做石墨烯產(chǎn)業(yè)調(diào)研,他考察了上百家企業(yè),足跡遍及14個省份。他得出結(jié)論:雖然中國石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模引領(lǐng)全球,但仍存在盲目發(fā)展等問題。他建議產(chǎn)業(yè)要有長遠規(guī)劃,同時科技和經(jīng)濟要形成合力,使產(chǎn)學(xué)研有效結(jié)合。

劉忠范曾表示,“不要走不出實驗室的石墨烯”。日前,他在接受新京報記者專訪時稱,北京石墨烯研究院揭牌成立一年多,已經(jīng)建成了一條生產(chǎn)示范線,使石墨烯產(chǎn)品走出了實驗室。他透露,研究院正在布局石墨烯未來“撒手锏”級用途的研發(fā),期待成為“顛覆性”的技術(shù)。

與往年一樣,今年他將把多個提案帶上兩會。“今年我會呼吁研究生復(fù)學(xué)問題,讓處于停滯狀態(tài)的研究工作盡快恢復(fù)。許多科研工作是爭分奪秒的競爭,耽誤半年甚至一年造成的損失不可估量,必須引起重視。”

劉忠范。受訪者供圖

談提案  建議研究生盡快復(fù)學(xué)

新京報:今年疫情期間,你提出“研究生復(fù)學(xué)”建議,這是出于什么考慮?

劉忠范:關(guān)于研究生復(fù)學(xué)問題,大家可能還沒認識到它的嚴重性和迫切性。我手下有十幾個研究生,他們到現(xiàn)在都沒回來,已經(jīng)4個多月了,而且似乎還看不到復(fù)學(xué)的具體前景。

對于理工科的學(xué)生來說,他們需要做實驗,而不是在家上網(wǎng)課就行了。事實上,研究生是科研工作的重要力量,研究生不回來就意味著我們的科研工作處于停頓狀態(tài)。從全國來看,這是一件很嚴重的事情。許多科研工作是爭分奪秒的競爭,耽誤半年甚至一年所造成的損失是不可估量的,必須引起重視。

所以我建議研究生迅速復(fù)學(xué)。其實研究生復(fù)學(xué)并不難,盡管他們來自全國各地,但是他們分散在各個導(dǎo)師門下,把好進口關(guān),同時明確導(dǎo)師的責(zé)任,讓更多的人擔(dān)當起來,就能夠規(guī)避風(fēng)險,做到復(fù)學(xué)防疫兩不誤。今年兩會上我還會呼吁這件事。

新京報:今年兩會期間,你還關(guān)注哪些問題?有何建議?

劉忠范:一些提案正在撰寫之中,其中一個提案是關(guān)于順勢而為,推動“線上政務(wù)”快速發(fā)展。因為疫情原因,大家不再集中面對面開會了,很多采取網(wǎng)絡(luò)視頻會議的形式。我建議,疫情過后應(yīng)繼續(xù)推廣視頻會議,讓更多的會議是在線上跑,而不是在路上跑。

包括很多非純學(xué)術(shù)性的評審評估會議、年度匯報會議等,完全可以推廣視頻會議,這樣可以節(jié)約大量的人力、物力、財力,這也是疫情防控常態(tài)化所必須考慮的舉措。

另外我還關(guān)注一件事。受疫情影響,今年的GDP會有一定的下降,我們應(yīng)適時調(diào)整GDP預(yù)期,做好宣傳工作。同時要預(yù)防疫后出現(xiàn)違背科學(xué)規(guī)律、提出一些不切實際的大干快上、把失去的時間奪回來的極端做法。要防患于未然,以免帶來更大的損失。

新京報:你以往的提案不局限于科技領(lǐng)域,還涉及文化和城市管理等方面,這些提案的進展情況如何?

劉忠范:我的提案有些已經(jīng)落地,有些正在推進中,讓我很有成就感,包括關(guān)于軍民融合、掃黑除惡等提案就是典型的實例。我的切身感受是,民主黨派提的建議切中要害時,中央和有關(guān)主管部門會高度重視,并切實推動落地。

劉忠范在廈門大學(xué)能源與石墨烯創(chuàng)新平臺調(diào)研。受訪者供圖

談中國石墨烯產(chǎn)業(yè)  規(guī)模上國際領(lǐng)先,但跑得有點快、有點盲目

新京報:提到石墨烯,大家最先想到的是電池。此次疫情期間,又出現(xiàn)了石墨烯口罩。請介紹一下石墨烯材料的原理,未來跟大眾最貼近的產(chǎn)品可能有哪些?

劉忠范:石墨烯是一種純碳材料,只有一個碳原子層,是最薄的、透明的輕質(zhì)高強材料。石墨烯的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性都是最好的。它的強度也特別大,理論上比鋼高上百倍。

石墨烯電池是個概念很糊涂的說法。目前在電池里面,石墨烯主要充當導(dǎo)電添加劑的角色,實際用量很少,不能稱之為石墨烯電池。目前市場上炒得最熱的石墨烯產(chǎn)品有“三大件”,一是石墨烯大健康和電熱產(chǎn)品,如電熱服和電暖畫;二是石墨烯改性電池;三是防腐涂料。這“三大件”占據(jù)了當前石墨烯產(chǎn)品的大半江山,屬于石墨烯材料的第一代產(chǎn)品。

新冠疫情催生了石墨烯口罩,據(jù)說效果不錯。原理上講,石墨烯的超大比表面積會顯示出強大的吸附性能,可吸附新冠病毒、霧霾顆粒物等。從性價比上講,是否比傳統(tǒng)的活性炭吸附劑更有競爭力,尚需市場檢驗。

新京報:你經(jīng)常提到石墨烯需要“撒手锏”應(yīng)用,未來可能出現(xiàn)在哪個行業(yè)領(lǐng)域?

劉忠范:“撒手锏”應(yīng)用指的是“非它不可”,沒有石墨烯不行。這是一個循序漸進的過程,不可能一蹴而就。

石墨烯具有很多優(yōu)異的“特性”,如果未來這些“特性”能在實際的石墨烯材料和產(chǎn)品中很好地展示出來,必將產(chǎn)生“撒手锏”技術(shù)??梢韵胂螅┳鳛橥该鲗?dǎo)電薄膜材料,將來有望做出可自由折疊的手機來,這是傳統(tǒng)的ITO導(dǎo)電玻璃無法實現(xiàn)的。

當然,石墨烯真正的“撒手锏”用途究竟是什么,現(xiàn)在還不好說,這也是科學(xué)家們正在研究的內(nèi)容,大家都充滿期待。

新京報:你如何評價中國石墨烯產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展?目前還面臨哪些挑戰(zhàn)?如何突破?

劉忠范:2019年,我花了近半年時間,在全國做石墨烯產(chǎn)業(yè)調(diào)研。今年3月31日,我給有關(guān)部門提交了一份石墨烯產(chǎn)業(yè)調(diào)研報告,上半年也會正式出版“中國石墨烯產(chǎn)業(yè)研究報告”。我實地考察了上百家石墨烯企業(yè)和研發(fā)機構(gòu),走了十幾個省份和近30個城市。有代表性的企業(yè),我?guī)缀醵既ガF(xiàn)場看過。

總體上講,中國的石墨烯企業(yè)規(guī)模在國際上獨占鰲頭。最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,目前國內(nèi)有近1.5萬家號稱做石墨烯業(yè)務(wù)的企業(yè)。從石墨烯材料的規(guī)?;a(chǎn)能力來看,粉體材料年產(chǎn)能達到5100噸,CVD薄膜年產(chǎn)能達650萬平方米,國外產(chǎn)能加到一起也沒中國多。

這是我們的優(yōu)勢,也是挑戰(zhàn)所在。我們跑得有點快,有點盲目,在產(chǎn)業(yè)還沒有完全發(fā)展起來的時候,產(chǎn)能就接近過剩了。

還有一個問題就是只關(guān)注現(xiàn)在、不重視未來。大家關(guān)注的都是現(xiàn)在能賣錢的產(chǎn)品,內(nèi)衣內(nèi)褲、口罩、護腰、面膜等。而對于涉及產(chǎn)業(yè)核心競爭力的技術(shù),我們關(guān)注得非常少。也就是說,我們的關(guān)注點跟國外不在一個頻道上。

尤其需要強調(diào)的是,一萬多家企業(yè)絕大多數(shù)都是小微企業(yè),而且大都是為石墨烯而成立的初創(chuàng)型企業(yè),可持續(xù)發(fā)展能力非常有限。這次疫情對許多石墨烯企業(yè)打擊很大,甚至面臨著生死存亡的壓力。

如何突破這種窘境?我建議在“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新機制上下功夫,要把我們龐大的科研大軍和產(chǎn)業(yè)大軍有機結(jié)合起來,形成合力,從政策上引導(dǎo)解決科技與經(jīng)濟“兩張皮”的現(xiàn)象。另外,我們不能操之過急,尤其不能急功近利。

在這一點上,政府還有許多事情可做,我們的制度優(yōu)勢還沒有發(fā)揮出來。在石墨烯高科技領(lǐng)域,既需要強大的市場需求牽引,也需要國家意志引領(lǐng)的面向未來的戰(zhàn)略規(guī)劃和布局。

超級石墨烯玻璃。受訪者供圖

談北京石墨烯研究院  已建成生產(chǎn)示范線,布局“撒手锏”級技術(shù)

新京報:2018年10月,北京石墨烯研究院揭牌。在一年半的時間里,研究院開展了哪些工作?發(fā)展情況如何?

劉忠范:從一個課題組變成一個研究院,這是一個巨大的飛躍。盡管時間很短,研究院發(fā)展迅速,目前已有近220人規(guī)模,并且以每年新增100人的速度快速擴張,各方面工作已全面展開。

過去一年多來,我們最大的成績是建成了石墨烯薄膜材料生產(chǎn)示范線,實現(xiàn)了從實驗室樣品,到產(chǎn)品乃至商品的跨越。我們還成立了市場部,負責(zé)向外營銷,終于能夠把實驗室的東西變成商品,拿到市場上去參與全球競爭。

未來的石墨烯產(chǎn)業(yè),核心還是材料問題。如果能把最好的材料制備技術(shù)和制備工藝掌握在自己手里,就掌握了核心競爭力。材料生產(chǎn)不僅是技術(shù)和工藝,最后還體現(xiàn)在裝備制造能力上。我們成立了裝備研發(fā)中心,目前團隊已經(jīng)組建起來,吸引了多位資深裝備制造專家,并且正在籌建裝備生產(chǎn)基地。

新京報:石墨烯研究院取得了一系列國際領(lǐng)先的研究成果。能否列舉一二?介紹一下它們的特點和應(yīng)用?

劉忠范:盡管還不能說立刻產(chǎn)業(yè)化,但在布局未來可能的“撒手锏”級技術(shù)方面,我們做了很多努力,也取得了諸多突破。

比如我們發(fā)明了超級石墨烯玻璃。玻璃是透明的,一般不導(dǎo)電。我們成功地在高溫條件下,讓石墨烯薄膜“長”在玻璃上。這種石墨烯玻璃具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。

實際上,它還解決了一個石墨烯薄膜應(yīng)用的難題——轉(zhuǎn)移問題。石墨烯太薄了,不能單獨存在,必須依附在什么東西上。通常在銅箔上生長出來的石墨烯需要剝離下來轉(zhuǎn)移到支撐襯底上。我們的石墨烯玻璃完全回避了這個難題,直接拿去用即可。

超級石墨烯玻璃能做什么用呢?由于它的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能特別好,已經(jīng)展示出廣闊的應(yīng)用前景,可以用做智能窗和透明加熱片,除霜除霧并具有電暖器功能。我們更期待它能夠替代傳統(tǒng)的ITO導(dǎo)電玻璃,用作手機觸摸屏等。

新京報:石墨烯被稱為“將帶來顛覆性的材料革命”,在這方面,研究院還有哪些探索?

劉忠范:與超級石墨烯玻璃類似,我們還發(fā)明了石墨烯玻璃纖維,其導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性非常好,加上十伏左右的電壓,一分鐘左右就可以升溫四五百攝氏度,電熱轉(zhuǎn)換效率遠高于傳統(tǒng)的電阻絲。

我們期待它能完全改變傳統(tǒng)的電加熱系統(tǒng)和技術(shù)。或許這就是一項顛覆性的技術(shù),改變傳統(tǒng)電加熱領(lǐng)域的游戲規(guī)則,成為石墨烯的“撒手锏”級應(yīng)用。

諸如此類,我們正在探索中的未來技術(shù)還很多,比如石墨烯光纖技術(shù)、石墨烯透明天線等。

談“研發(fā)代工”  由市場需求牽引,解決科技經(jīng)濟“兩張皮”問題

新京報:你之前提出試點“研發(fā)代工”,解決科技經(jīng)濟“兩張皮”問題。這是怎樣一種模式?

劉忠范:在研究院運行機制探索上,我們下了非常大的決心,希望把技術(shù)研發(fā)和市場需求高效地結(jié)合起來。我們提出了一個理念叫“研發(fā)代工”,這是一個全新的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新模式。簡單地說,就是給企業(yè)“打工”做研發(fā),針對企業(yè)和市場的實際需求,開展“定制化”的研發(fā)工作。

“研發(fā)代工”針對企業(yè)的需求,成立專門的研發(fā)團隊,用企業(yè)的錢、做企業(yè)的事、到企業(yè)去落地,與企業(yè)共享利益,共同打造“品牌”產(chǎn)品,是一種“一對一”的合作模式。

這種模式一方面解決企業(yè)和市場的需求,因為企業(yè)常常缺少研發(fā)團隊和研發(fā)能力,普通的項目制合作很難可持續(xù)發(fā)展;另一方面,也可以避免“教授辦企業(yè)”帶來的諸多挑戰(zhàn),各司其職,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。

新京報:“研發(fā)代工”目前試點情況如何?

劉忠范:試點進展迅速,對企業(yè)產(chǎn)生很強的吸引力。以“粉體石墨烯規(guī)模化生產(chǎn)的研發(fā)代工合作”為例,我們的代工伙伴擁有百噸級的石墨烯生產(chǎn)線,我們在已有制備技術(shù)的基礎(chǔ)上,成立專門研發(fā)團隊,對接企業(yè)的技術(shù)升級需求,立即形成了產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新團隊,共同打造引領(lǐng)世界的石墨烯粉體材料生產(chǎn)基地。這種結(jié)合的優(yōu)勢明顯,我們不需要從零開始投資建設(shè)石墨烯生產(chǎn)線,而企業(yè)也不需要養(yǎng)一個專門的研發(fā)團隊,實現(xiàn)優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)展。

我們已經(jīng)布局了一批類似的“研發(fā)代工”平臺,涵蓋材料制備、航空輪胎、防腐涂料、導(dǎo)電添加劑、電加熱、石墨烯天線、特種應(yīng)用等。