|这份超深度产业咨文,将回答石墨烯为何与你有关- 四川省人民政府网站 - 中国电信四川公司

2020-07-14

智库合伙人|这份超深度产业咨文,将回答石墨烯为何与你有关

  • 2016年10月26日 08时44分
  • 来源: 督院街30号微信公众号
  • 【字体:
  •   未来的某一天,你的电动自行车续航将达到500公里,即使没电了,喝杯咖啡的功夫也就充满了。

      因为石墨烯,这个未来将不再遥远。日前,入驻青岛国际石墨烯创新中心的一家企业告诉督院街30号,3年前,“充电20分钟续航500公里”的石墨烯超级电池在技术上已可实现,但因为彼时石墨烯价格极高,一块电池造价达上百万元,难以投入市场。

      今天,石墨烯的价格从每克最高3000-5000元降到1元以内,使得这块电池今年就可投入生产。

      督院街30号了解到,国内已经有上百家公司开发了石墨烯产品,准备推向市场。

      石墨烯热潮汹涌,四川日报社日前联合省政府发展研究中心、省工业经济发展研究中心组成调研组,历时一个多月,深入江苏无锡、常州,山东济南、青岛和省内成都、德阳、遂宁、巴中等地调研,采访国内外10多位行业顶级专家和30多位领军企业和机构负责人,进行前所未有的深度调研。


      1

      它是啥?牛得超乎想象


      有人会问,“石墨烯是什么?我为什么要关心?”

      如果你是股民,就要了解石墨烯“金股”是干货还是炒作;你是企业家,要了解其中的商机;你是政府官员,要了解它对一个区域经济发展的意义……

      都不是?石墨烯也值得你关注,因为在它深刻改变你生活之前,比其他人早一点了解,何乐而不为?

      石墨烯被称为“新材料之王”,具备超薄、高强度、导热性、导电性、透光性极佳特性:只有一个碳原子厚度,是自然界最薄的材料;其结构稳定,强度比最好的钢材要高出百倍以上,超过钻石;石墨烯导热系数高达5300W/m·K,高于碳纳米管等新材料和金刚石;电阻率比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料;透光性高达97.7%,几近透明。

      有专家说,发现石墨烯,人类可能将走进“碳时代”。


      2

      它能干嘛?有些“惊世骇俗”


      安德烈·海姆向调研组表示,将石墨烯添加到塑料、橡胶、金属等材料,或加入润滑油、纤维、电池液、油漆等液态工业品中,可显著改善它们的性能。

      举个例子,无锡云亭石墨烯技术有限公司总经理侯成介绍,该公司将石墨烯加入泡沫塑料后,强度提升3倍,制成的包装盒已可广泛用于冷链运输;在实验室中强度提升6倍,可替代EPP塑料成为汽车防撞系统部件。

      欧盟“石墨烯旗舰计划”近日发布最新研究成果,石墨烯与神经元连接,且还能保持活性细胞的完整性,这是制作用于控制大脑的脑深部移植物的第一步。

      石墨烯用于高性能传感器,比硅基传感器灵敏度高了45倍,器件尺寸降低为二十五分之一。


    (使用纯石墨烯制造出的一种用途广泛的高光敏度传感器)

      石墨烯做成的芯片主频可能提高数百倍,远远高于硅芯片,功耗也更理想。IBM公司已开发出了第一只石墨烯晶体管。

      中国科学院院士刘忠范认为,它在产业中可能扮演这样一些角色——

      ▶类似碳纤维,在航空航天等某个特定领域必不可少

      ▶类似塑料的应用,广泛运用于各种产品

      ▶替代硅材料,发展出新一代电子芯片

      接下来,不妨让我们打开想象,看看石墨烯未来“惊世骇俗”的应用!

      要说明的是,这些畅想并非空穴来风,有的已有样品,有的已经证实,其余的至少在理论上可行。

      ◎石墨烯光催化网

      是一张沉在水下的网,只要有可见光就可以分解水中的有毒物质,分解水制氧,让水体重新恢复自净化能力,黑臭水变为清水。

      ◎石墨烯癌症治疗法

      石墨烯氧化物可作为一种抗癌药剂来对抗特定癌细胞。配合当前的疗法,可能使肿瘤收缩,遏制癌症发展速度,以及治疗后的复发。


      ◎石墨烯超高速信号传输调节器

      只有头发丝四百分之一那么细,具备高速信号传输能力,有望将互联网速度提高一万倍,一秒钟内下载一部高清电影。

      ◎石墨烯泡沫材料

      拥有与钻石同等稳定性的蜂窝状结构,强度比同重量的钢材要大207倍,而且能够以极高的效率导热和导电。


      ◎石墨烯“太空电梯”

      科学家考虑设计一种链接地球和空间站的太空电梯,实现外太空和地球之间更便捷的物资交换。而石墨烯优异的力学特性,使其成为潜在理想材料。


      ◎石墨烯“光动能”飞船

      《三体》中的“光动能”飞船有可能借助石墨烯实现!可在包括太阳光在内的各种光源照射下驱动飞行,其获得的驱动力是传统光压的千倍以上。

      3

      它的推广你必须知道这10件事
      

      对于所有人来说,要看懂石墨烯

      ◎【“爆点”临近】

      加拿大工程院院士、皇家院院士孙学良认为,离“爆点”大略还有2-3年或更长;安德烈·海姆、江南石墨烯研究院副院长贾宝平等则认为大略需要1-2年,甚至更短。“爆点”来临前是窗口期,如果抓不住,“后来者”将成“落后者”。

      当前准市场化的石墨烯产品成批出现。国内已有约百家企业经过2-3年的孵化,目前产品已具备或部分具备投放市场的条件。刚刚结束的中国国际石墨烯创新大会上,就有超过70家企业展示了他们的产品。

      ◎【四川处于“第二梯队”】

      评判石墨烯产业实力,有两个核心指标:技术实力与产业化程度。论技术实力,我省整体全国领先,但和国内“第一梯队”比还是有差距:我省授权石墨烯发明专利总量为71件,居全国第九、西南第一,但排名前六省市平均专利件数是四川的3.5倍;论产业化程度,我省取得产业化实质性进展的重点企业共10家,但去年我省石墨烯产业产值约6000万元,仅相当于“顶尖选手”江苏省常州市的约二十分之一。

      ◎【石墨还算不上资源优势】

      四川石墨矿储量全国第三,但当前这并不能给本地石墨烯企业带来资源优势。因为目前石墨烯对石墨用量太少,全国用于石墨烯产品的石墨用量也不超过100吨,和全国每年约90万吨石墨矿产量相比微不足道。不过专家认为,未来还可能出现以石墨烯为主材的产品,石墨矿需求可能出现爆发式增长。

      对于企业家来说,要会投资石墨烯

      ◎【石墨烯材料价格已很“亲民”】

      3年间粉体价格从从每克最高3000-5000元降到1元以内。因此,成都创威公司生产的石墨烯轮胎母料,产品成本只增加100元。

      ◎【4大领域最可能出爆款”产品】

      在理论上可以实现或在实验室已证明的应用领域超过20个,但是各个领域应用的技术成熟度差别巨大。调研组将“现有企业的选择、业内专家的判断、发达省区的规划”三类数据交叉比对后综合判断,石墨烯复合材料(包括橡胶、塑料、纤维等)、储能(石墨烯电池、超级电容器等)、复合涂料(防腐、防水等)、环保领域等四个方向技术成熟度较高,率先出“爆款”产品的可能最大。

      ◎【“热领域”里的“冷方向”更有商机】

      “爆款”产品的潜在领域较宽,包含不同行业,产品种类也千差万别,比如复合材料,既有用于冷链物流的塑料泡沫,也有高性能轮胎。高技术成熟度的领域还有大量的细分市场“空白”,后来者应瞄准这些“空白”发力。

      ◎【一哄而上可能会使“多晶硅故事”重演】

      当前石墨烯产业产业“空白”很多,但若盲目涌入低门槛制备或某些应用领域投资,可能会使十多年前“多晶硅故事”重演——在个别领域产能极度过剩,使价格一落千丈,产业“崩盘”。  

      对于政府来说,要会发展石墨烯

      ◎【四川需占石墨烯“西部中心”】

      目前,北方以山东青岛为主,东部以江苏常州、无锡为主,南部以广东省深圳、东莞为主的石墨烯产业格局已形成。中西部地区尚未出现优势明显的石墨烯产业基地。四川地处内陆,如果在某方面具备独占性,或可突破区位约束,否则区位劣势彰显而很难分到“一杯羹”。国家正在制定新材料领域相关“十三五”规划,或将对石墨烯产业进行全国配置。四川必须积极争取在顶层设计中占据“西部中心”的战略位置。

      ◎【对四川工业转型升级意义特殊】

      四川七大优势产业中有五个可借助石墨烯转型升级,包括电子信息、装备制造、油气化工、能源电力、汽车制造业;七大战略性新兴产业都与石墨烯有关联;五大高端成长型产业中,节能环保装备、航空与燃机、新能源汽车与石墨烯的应用有直接关联。

      ◎【这两件事四川再不做就晚了】

      一是吸引技术团队入川。技术团队是决定石墨烯产业发展水平的、具备一定排他性的稀缺资源。目前,国内江苏省、山东省、重庆市等地都有场地、研发经费、设备等方面的优惠政策,吸引石墨烯领域高端人才,而四川目前没有动作。若任由差距扩大,我省或将从技术层面丧失追赶领先省份的能力。

      二是帮助企业突破市场瓶颈。当前石墨烯市场需求尚未全面打开,国内外企业都面对市场“开拓难”。江苏、湖南、黑龙江等省都通过补贴、产品首批次应用示范等方式给予支持。四川也应尽早拿出政策,否则省内部分拥有良好市场前景的企业或将因资金缺口被提前淘汰。

    责任编辑: 李莎莎
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    智库合伙人|这份超深度产业咨文,将回答石墨烯为何与你有关

  • 2016年10月26日 08时44分
  • 来源: 督院街30号微信公众号
  •   未来的某一天,你的电动自行车续航将达到500公里,即使没电了,喝杯咖啡的功夫也就充满了。

      因为石墨烯,这个未来将不再遥远。日前,入驻青岛国际石墨烯创新中心的一家企业告诉督院街30号,3年前,“充电20分钟续航500公里”的石墨烯超级电池在技术上已可实现,但因为彼时石墨烯价格极高,一块电池造价达上百万元,难以投入市场。

      今天,石墨烯的价格从每克最高3000-5000元降到1元以内,使得这块电池今年就可投入生产。

      督院街30号了解到,国内已经有上百家公司开发了石墨烯产品,准备推向市场。

      石墨烯热潮汹涌,四川日报社日前联合省政府发展研究中心、省工业经济发展研究中心组成调研组,历时一个多月,深入江苏无锡、常州,山东济南、青岛和省内成都、德阳、遂宁、巴中等地调研,采访国内外10多位行业顶级专家和30多位领军企业和机构负责人,进行前所未有的深度调研。


      1

      它是啥?牛得超乎想象


      有人会问,“石墨烯是什么?我为什么要关心?”

      如果你是股民,就要了解石墨烯“金股”是干货还是炒作;你是企业家,要了解其中的商机;你是政府官员,要了解它对一个区域经济发展的意义……

      都不是?石墨烯也值得你关注,因为在它深刻改变你生活之前,比其他人早一点了解,何乐而不为?

      石墨烯被称为“新材料之王”,具备超薄、高强度、导热性、导电性、透光性极佳特性:只有一个碳原子厚度,是自然界最薄的材料;其结构稳定,强度比最好的钢材要高出百倍以上,超过钻石;石墨烯导热系数高达5300W/m·K,高于碳纳米管等新材料和金刚石;电阻率比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料;透光性高达97.7%,几近透明。

      有专家说,发现石墨烯,人类可能将走进“碳时代”。


      2

      它能干嘛?有些“惊世骇俗”


      安德烈·海姆向调研组表示,将石墨烯添加到塑料、橡胶、金属等材料,或加入润滑油、纤维、电池液、油漆等液态工业品中,可显著改善它们的性能。

      举个例子,无锡云亭石墨烯技术有限公司总经理侯成介绍,该公司将石墨烯加入泡沫塑料后,强度提升3倍,制成的包装盒已可广泛用于冷链运输;在实验室中强度提升6倍,可替代EPP塑料成为汽车防撞系统部件。

      欧盟“石墨烯旗舰计划”近日发布最新研究成果,石墨烯与神经元连接,且还能保持活性细胞的完整性,这是制作用于控制大脑的脑深部移植物的第一步。

      石墨烯用于高性能传感器,比硅基传感器灵敏度高了45倍,器件尺寸降低为二十五分之一。


    (使用纯石墨烯制造出的一种用途广泛的高光敏度传感器)

      石墨烯做成的芯片主频可能提高数百倍,远远高于硅芯片,功耗也更理想。IBM公司已开发出了第一只石墨烯晶体管。

      中国科学院院士刘忠范认为,它在产业中可能扮演这样一些角色——

      ▶类似碳纤维,在航空航天等某个特定领域必不可少

      ▶类似塑料的应用,广泛运用于各种产品

      ▶替代硅材料,发展出新一代电子芯片

      接下来,不妨让我们打开想象,看看石墨烯未来“惊世骇俗”的应用!

      要说明的是,这些畅想并非空穴来风,有的已有样品,有的已经证实,其余的至少在理论上可行。

      ◎石墨烯光催化网

      是一张沉在水下的网,只要有可见光就可以分解水中的有毒物质,分解水制氧,让水体重新恢复自净化能力,黑臭水变为清水。

      ◎石墨烯癌症治疗法

      石墨烯氧化物可作为一种抗癌药剂来对抗特定癌细胞。配合当前的疗法,可能使肿瘤收缩,遏制癌症发展速度,以及治疗后的复发。


      ◎石墨烯超高速信号传输调节器

      只有头发丝四百分之一那么细,具备高速信号传输能力,有望将互联网速度提高一万倍,一秒钟内下载一部高清电影。

      ◎石墨烯泡沫材料

      拥有与钻石同等稳定性的蜂窝状结构,强度比同重量的钢材要大207倍,而且能够以极高的效率导热和导电。


      ◎石墨烯“太空电梯”

      科学家考虑设计一种链接地球和空间站的太空电梯,实现外太空和地球之间更便捷的物资交换。而石墨烯优异的力学特性,使其成为潜在理想材料。


      ◎石墨烯“光动能”飞船

      《三体》中的“光动能”飞船有可能借助石墨烯实现!可在包括太阳光在内的各种光源照射下驱动飞行,其获得的驱动力是传统光压的千倍以上。

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      它的推广你必须知道这10件事
      

      对于所有人来说,要看懂石墨烯

      ◎【“爆点”临近】

      加拿大工程院院士、皇家院院士孙学良认为,离“爆点”大略还有2-3年或更长;安德烈·海姆、江南石墨烯研究院副院长贾宝平等则认为大略需要1-2年,甚至更短。“爆点”来临前是窗口期,如果抓不住,“后来者”将成“落后者”。

      当前准市场化的石墨烯产品成批出现。国内已有约百家企业经过2-3年的孵化,目前产品已具备或部分具备投放市场的条件。刚刚结束的中国国际石墨烯创新大会上,就有超过70家企业展示了他们的产品。

      ◎【四川处于“第二梯队”】

      评判石墨烯产业实力,有两个核心指标:技术实力与产业化程度。论技术实力,我省整体全国领先,但和国内“第一梯队”比还是有差距:我省授权石墨烯发明专利总量为71件,居全国第九、西南第一,但排名前六省市平均专利件数是四川的3.5倍;论产业化程度,我省取得产业化实质性进展的重点企业共10家,但去年我省石墨烯产业产值约6000万元,仅相当于“顶尖选手”江苏省常州市的约二十分之一。

      ◎【石墨还算不上资源优势】

      四川石墨矿储量全国第三,但当前这并不能给本地石墨烯企业带来资源优势。因为目前石墨烯对石墨用量太少,全国用于石墨烯产品的石墨用量也不超过100吨,和全国每年约90万吨石墨矿产量相比微不足道。不过专家认为,未来还可能出现以石墨烯为主材的产品,石墨矿需求可能出现爆发式增长。

      对于企业家来说,要会投资石墨烯

      ◎【石墨烯材料价格已很“亲民”】

      3年间粉体价格从从每克最高3000-5000元降到1元以内。因此,成都创威公司生产的石墨烯轮胎母料,产品成本只增加100元。

      ◎【4大领域最可能出爆款”产品】

      在理论上可以实现或在实验室已证明的应用领域超过20个,但是各个领域应用的技术成熟度差别巨大。调研组将“现有企业的选择、业内专家的判断、发达省区的规划”三类数据交叉比对后综合判断,石墨烯复合材料(包括橡胶、塑料、纤维等)、储能(石墨烯电池、超级电容器等)、复合涂料(防腐、防水等)、环保领域等四个方向技术成熟度较高,率先出“爆款”产品的可能最大。

      ◎【“热领域”里的“冷方向”更有商机】

      “爆款”产品的潜在领域较宽,包含不同行业,产品种类也千差万别,比如复合材料,既有用于冷链物流的塑料泡沫,也有高性能轮胎。高技术成熟度的领域还有大量的细分市场“空白”,后来者应瞄准这些“空白”发力。

      ◎【一哄而上可能会使“多晶硅故事”重演】

      当前石墨烯产业产业“空白”很多,但若盲目涌入低门槛制备或某些应用领域投资,可能会使十多年前“多晶硅故事”重演——在个别领域产能极度过剩,使价格一落千丈,产业“崩盘”。  

      对于政府来说,要会发展石墨烯

      ◎【四川需占石墨烯“西部中心”】

      目前,北方以山东青岛为主,东部以江苏常州、无锡为主,南部以广东省深圳、东莞为主的石墨烯产业格局已形成。中西部地区尚未出现优势明显的石墨烯产业基地。四川地处内陆,如果在某方面具备独占性,或可突破区位约束,否则区位劣势彰显而很难分到“一杯羹”。国家正在制定新材料领域相关“十三五”规划,或将对石墨烯产业进行全国配置。四川必须积极争取在顶层设计中占据“西部中心”的战略位置。

      ◎【对四川工业转型升级意义特殊】

      四川七大优势产业中有五个可借助石墨烯转型升级,包括电子信息、装备制造、油气化工、能源电力、汽车制造业;七大战略性新兴产业都与石墨烯有关联;五大高端成长型产业中,节能环保装备、航空与燃机、新能源汽车与石墨烯的应用有直接关联。

      ◎【这两件事四川再不做就晚了】

      一是吸引技术团队入川。技术团队是决定石墨烯产业发展水平的、具备一定排他性的稀缺资源。目前,国内江苏省、山东省、重庆市等地都有场地、研发经费、设备等方面的优惠政策,吸引石墨烯领域高端人才,而四川目前没有动作。若任由差距扩大,我省或将从技术层面丧失追赶领先省份的能力。

      二是帮助企业突破市场瓶颈。当前石墨烯市场需求尚未全面打开,国内外企业都面对市场“开拓难”。江苏、湖南、黑龙江等省都通过补贴、产品首批次应用示范等方式给予支持。四川也应尽早拿出政策,否则省内部分拥有良好市场前景的企业或将因资金缺口被提前淘汰。

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    运行维护单位:中国电信四川公司
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