王克

“石墨烯”，這一以往鮮為人知的概念近年來在國內(nèi)遭遇熱炒，“石墨烯新聞”不絕于耳，雨后春筍般涌現(xiàn)出來的相關(guān)企業(yè)仿佛在一夜之間“趕英超美”，“走在了世界前列”。

中國碳谷集團首席專家 ?戴加龍

然而，在一片喧囂之中，江蘇江陰市卻悄無聲息地豎起了一座10萬平方米的大型“石墨烯立體工廠”。《中國經(jīng)濟周刊》記者近日前往當?shù)卣{(diào)研時，這座大型工廠的主人——中國碳谷科技集團有限公司首席專家戴加龍正在為工廠投入應用前的設(shè)備進行安裝和調(diào)試。

“8年了，我們潛心實干，絕不參與概念的炒作，因為石墨烯雖然是顛覆傳統(tǒng)的新材料，但制備乃至量產(chǎn)、應用絕非易事——投入巨資建設(shè)大型立體式工廠并與國家納米中心共建工程應用中心，正說明了這是一項偉大而艱巨的科學任務?！贝骷育堖@樣告訴《中國經(jīng)濟周刊》。

主導合成云母市場的“材料專家”

初見《中國經(jīng)濟周刊》記者，戴加龍便侃侃而談他對“二維材料”的現(xiàn)狀分析和前景預期，其知識之淵博、思維之嚴謹，讓人不得不去認真思考這位企業(yè)家是如何依靠超人的悟性和毅力稱雄世界合成云母市場，又是憑借怎樣的底氣高起點切入石墨烯領(lǐng)域的。

公司經(jīng)理張林興告訴《中國經(jīng)濟周刊》，在屬下和家人的眼里，戴加龍對“二維材料”的專注可以用“癡迷”甚至“癡狂”來概括，十多年來，這種“癡”勁未見絲毫衰減，即使在常人看來他早已經(jīng)大功告成。

據(jù)張林興介紹，云母在工業(yè)產(chǎn)品中應用廣泛，其下游產(chǎn)業(yè)包括珠光顏料、絕緣材料、保溫材料及耐火材料，因此被譽為“工業(yè)味精”。2002年，因敏銳預見到市場前景并牢牢掌握了相關(guān)技術(shù)，戴加龍回到家鄉(xiāng)江陰市，著手籌建他的第一座云母工廠。而創(chuàng)業(yè)伊始，戴加龍就為自己的企業(yè)定下了一個常人不敢想象的“起跳”高度——跟國際巨頭合作、做全球市場買賣。首選目標便是世界行業(yè)龍頭——德國默克。

成立于1889年的德國默克公司，化工產(chǎn)品廣泛應用于特效汽車噴漆、化妝品以及大部分日常生活用品，只有幾間廠房、十多名工人的江陰小廠幾乎無望入其“法眼”。戴加龍卻堅信自己的產(chǎn)品可以為默克“錦上添花”，憑著這樣的自信，他找到這家世界500強企業(yè)的駐華辦事處，爭取到了寶貴的合作機會。

然而，2009年春節(jié)后上班第一天，一場意外幾乎毀掉了企業(yè)的前程——由于外購原料氟含量超標導致部分產(chǎn)品存在缺陷，默克公司中止了產(chǎn)品采購協(xié)議。面對百萬訂單流失、優(yōu)質(zhì)客戶疏遠，戴加龍痛下決心自己生產(chǎn)合成云母，并鄭重承諾：100天攻破“控氟”這一世界性難題。當時幾乎沒有人相信他能成功，“世間萬物相生相克，我就不信找不到應對氟含量的方法”，在歷經(jīng)無數(shù)次失敗后，合成云母片氟含量30ppm的歐洲標準被改寫為戴加龍的≤25ppm。

戴加龍在與《中國經(jīng)濟周刊》記者的交流中無數(shù)次提及他的“相生相克”思維。但記者明顯感覺到，在“膽”“識”之間，戴加龍內(nèi)心更感驕傲的似乎還是“識”——全球業(yè)界迄今為止尚無人能夠“破解”他的氟含量精準控制技術(shù)。記者遍查戴加龍在合成云母領(lǐng)域的47項實用新型專利、2項國內(nèi)發(fā)明專利以及1項申請中的國際發(fā)明專利，都未曾看到“低氟云母片”項目，“這是我的行業(yè)話語權(quán)，必須牢牢握在手中。”戴加龍對此作出了這樣的解釋。

此后，公司以獨有技術(shù)、專用設(shè)備帶來產(chǎn)品的特殊制程、超高良率，成為世界最大的合成云母生產(chǎn)基地，合成云母產(chǎn)品占據(jù)了全球80%以上的市場份額，客戶幾乎涵蓋了所有國際涂料巨頭?！凹锡垺迸粕虡顺晒υ诿绹偷聡院蟪蔀樵颇感袠I(yè)高端市場的品牌標桿，“完成在世界主要云母消費國的商標注冊工作”已被列入企業(yè)的戰(zhàn)略目標。

要讓石墨烯與合成云母并駕齊驅(qū)

“我的人生和事業(yè)就是一部自編、自導、自演的戲劇?！贝骷育堅谂c《中國經(jīng)濟周刊》記者的幾次會面中屢屢重復這樣的話語。張林興則告訴記者，戴加龍平時說得更多、更顯自豪的是：“我不搞制造，我搞的是創(chuàng)造?！薄安皇鞘袌鲞x擇我，是我來選擇市場。”“我不是標準，但我創(chuàng)造標準?！备咂瘘c、規(guī)?；腥胧┬袠I(yè)就是戴加龍精彩人生的嶄新篇章。

資料表明，石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的六角形蜂巢晶格的平面二維材料，理論厚度僅為0.34納米，具有優(yōu)良的導熱性能、力學性能、較高的電子遷移率、較大的比表面積等性質(zhì)，是迄今為止世界上已知強度最高、導電性最好、散熱性最好的材料和優(yōu)良的改性劑，在新材料、新能源領(lǐng)域有著廣闊的應用前景，被學界稱為“21世紀新材料之王”，因此，世界各國都在不遺余力推動石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，國家發(fā)展改革委、財政部、工業(yè)和信息化部也聯(lián)合發(fā)布《關(guān)鍵材料升級換代工程實施方案》及《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，要在2018年基本建立石墨烯材料制備、應用開發(fā)、終端應用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)良性互動的產(chǎn)業(yè)體系并在2020年完善這一體系。

因為與合成云母同屬二維材料，石墨烯自然引起了戴加龍的濃厚興趣，盡管當年石墨烯的研發(fā)仍處于起步階段，鮮有成功案例。戴加龍告訴《中國經(jīng)濟周刊》：“憑借多年來在二維材料方面積累的經(jīng)驗，我認為石墨烯就是‘納米材料+二維材料+石墨本身的性能。石墨烯和云母都是層狀礦物材料，其結(jié)構(gòu)類似于合成云母，我既然能人工合成云母，為何不能制備石墨烯？問題是如何從高端切入，形成同行難以超越的技術(shù)壁壘。”

戴加龍認為，開發(fā)石墨烯項目面臨兩大問題。第一個問題是石墨烯的制備工藝。8年來，戴加龍為此傾注了大量心血，他先后試制了40多套工裝設(shè)備，嘗試了業(yè)界普遍采用的多種石墨烯制備方法，但始終未能取得令人滿意的結(jié)果。戴加龍發(fā)現(xiàn)，這些通行方法問題很多，如：超臨界法制備的石墨烯得率很低，而且生產(chǎn)過程存在安全隱患;氧化還原法因無法徹底還原，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)存在“不可逆”的缺陷，很難形成二維平面，并且剝離過程中使用的化學藥劑會對環(huán)境造成污染，使石墨烯關(guān)鍵性能大幅下降;而CVD法是將甲烷等含碳化合物沉積而成的一層碳薄膜，沒有橫向拉力，沒有結(jié)構(gòu)密度，只有縱向切割力，成本太高，只能用于某些特殊領(lǐng)域。于是，戴加龍將云母片生產(chǎn)中產(chǎn)生的靈感“嫁接”進去，但上千次試驗后產(chǎn)品仍然存在著固含小、產(chǎn)率低、能耗大且穩(wěn)定性差的技術(shù)缺陷。

就在幾乎走投無路之際，一個偶然的機會促發(fā)戴加龍創(chuàng)造了一套名為“微機械剝離工藝”的工業(yè)技術(shù)，這一世界領(lǐng)先的剝離技術(shù)解決了長期困擾石墨烯產(chǎn)業(yè)的“定性不能定量”難題，產(chǎn)率高、工藝線路短、能耗小、成本低，而且產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定。目前公司石墨烯中試線已經(jīng)搭建完成，產(chǎn)品開始進入動力電池、防腐涂料、高強度復合纖維材料、防輻射復合纖維材料等多方面應用。多家權(quán)威機構(gòu)的檢測結(jié)果表明，公司石墨烯在許多方面已經(jīng)在業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。2015年12月23日，在解思深院士、伍小平院士、范守善院士、謝毅院士的見證下，劉鳴華研究員代表國家納米科學中心與戴加龍簽約共建“石墨烯研發(fā)與應用聯(lián)合工程實驗室”，更標志著其研究成果獲得了國內(nèi)業(yè)界最高層面的認可。

開發(fā)石墨烯的第二個問題是下游的商業(yè)應用。戴加龍告訴《中國經(jīng)濟周刊》，自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，業(yè)界一直努力開發(fā)這種材料的商業(yè)用途，比如石墨烯儲能材料、石墨烯防腐涂料、石墨烯高分子復合材料、石墨烯抗UV防輻射材料……在未來5到10年極有可能在相關(guān)領(lǐng)域引發(fā)重大突破，帶動價值數(shù)萬億美元的新興產(chǎn)業(yè)鏈。

中國碳谷集團的石墨烯立體工廠

戴加龍還告訴《中國經(jīng)濟周刊》，公司合成云母市場無限，產(chǎn)能正在成倍擴張;借鑒合成云母成功的市場模式，公司石墨烯的商業(yè)路線仍將是“與世界級著名應用企業(yè)緊密合作”，為此，公司正在有計劃地進行商業(yè)布局并且已經(jīng)得到業(yè)界的積極響應。同時，中國碳谷科技集團有限公司作為允升國際（HK1315）的全資子公司，石墨烯的研發(fā)和下游應用開發(fā)能夠持續(xù)獲得資本市場的支持，公司不斷獲得的研發(fā)成果受到了廣大投資者的追捧，股價連續(xù)上揚，公司也交出了令投資者滿意的答卷，如與海洋化工研究院合作在涂料中加入公司制備的高品質(zhì)石墨烯后，涂料的吸附性、耐久性得到了5倍以上的提升;與中聚電池研究院合作，在電池的正極材料磷酸鐵鉀中加入一定比例的石墨烯后，電導率可以上升3個數(shù)量級以上;與中國著名科研院所聯(lián)手，把公司石墨烯加入用于河道污水處理的光催化材料上，能使污水處理能力一下提高150倍;與江蘇鏘尼瑪新材料有限公司合作在超高分子量聚乙烯纖維中加入了公司的石墨烯，可以使產(chǎn)品耐切割性能提高5倍………

“創(chuàng)新的要義在于以自身的革命性再造拉動整個產(chǎn)業(yè)鏈的顛覆性變革，在這方面，我們一定會做得最好。”戴加龍說。