石墨烯，這個被譽為“神奇材料”的物質(zhì)，具有極高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、柔性和透明度，使其在電子、能源、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

2023年10月，關(guān)于石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的議題再度走進(jìn)人們的視野。一是10月25日“北京石墨烯論壇2023暨北京大學(xué)納米化學(xué)研究中心成立30周年慶典”在北京召開。該論壇由北京市科委、中關(guān)村管委會指導(dǎo)，北京石墨烯研究院主辦，這一天正值北京石墨烯研究院成立五周年；二是浙江省寧波市鎮(zhèn)海，一個平靜而充滿活力的地方，因為石墨烯創(chuàng)新中心的設(shè)立而更加引人注目。這個中心是國家級別的研究機(jī)構(gòu)，致力于石墨烯基礎(chǔ)前沿技術(shù)與變革性技術(shù)的研發(fā)，以及高品質(zhì)石墨烯的制備與應(yīng)用。

聚焦石墨烯前沿產(chǎn)業(yè)

“北京石墨烯論壇2023”可以稱之為國際高端石墨烯學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)交流平臺，吸引了來自全球的石墨烯領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)者、企業(yè)家以及政策制定者等齊聚一堂，共同探討石墨烯科技的前沿動態(tài)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。北京石墨烯論壇自2018年以來，已連續(xù)舉辦5屆，逐漸發(fā)展成為國內(nèi)外石墨烯領(lǐng)域的重要交流平臺。北京石墨烯研究院院長劉忠范代表北京石墨烯研究院作題為“風(fēng)勁帆滿"勠力前行”的年度工作匯報。他從平臺建設(shè)到公司運營，從產(chǎn)品研發(fā)到項目合作，從人才匯聚到文化建設(shè)，全面回顧了該院過去五年的重點工作、取得的重要成績和對未來的規(guī)劃愿景。

論壇的揭牌和簽約儀式上，北京大學(xué)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、北京石墨烯研究院—中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院聯(lián)合創(chuàng)新實驗室、北京石墨烯研究院—北京空間機(jī)電研究所散熱技術(shù)聯(lián)合實驗室、北京石墨烯研究院—中北大學(xué)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新中心、國際碳材料聯(lián)盟（ICMU）顧問委員會正式揭牌。北京大學(xué)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院是北京大學(xué)和北京石墨烯研究院在北京市支持下，打通雙方人才、政策資源，共同探索新型研究范式、培育復(fù)合型高水平研究人才、推動石墨烯新材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新載體，并將納入北京大學(xué)異地科研機(jī)構(gòu)管理體系。為共同促進(jìn)石墨烯領(lǐng)域技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和人才聯(lián)合培養(yǎng)，北京石墨烯研究院與蘇州大學(xué)，萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司，廈門士蘭明鎵化合物半導(dǎo)體有限公司，湖北菲利華石英玻璃股份有限公司等高校和企業(yè)進(jìn)行了合作簽約。國際碳聯(lián)顧問委員會主任劉忠范院士、國際碳聯(lián)顧問委員會共同主席康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授、北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局副局長毛東軍、北京先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會秘書長劉煒，共同上臺為國際碳聯(lián)顧問委員會揭牌。

三款石墨烯產(chǎn)品“亮相”

北京石墨烯研究院集中發(fā)布了三款石墨烯相關(guān)產(chǎn)品——石墨烯冷凍電鏡支撐膜、超級蒙烯玻璃纖維織物，以及全球首臺米級寬幅蒙烯玻璃纖維織物卷對卷制備系統(tǒng)。

石墨烯是具有優(yōu)異力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)性能的二維碳材料。北京石墨烯研究院研發(fā)的石墨烯冷凍電鏡支撐膜，通過轉(zhuǎn)移技術(shù)，在傳統(tǒng)冷凍電鏡載網(wǎng)表面引入一層二維結(jié)構(gòu)的石墨烯材料，可消除傳統(tǒng)冷凍電鏡表征中的氣液界面，進(jìn)一步降低背景噪聲，支持更小分子量的蛋白表征，并實現(xiàn)更清晰的成像效果，將為生命科學(xué)領(lǐng)域高解析難度的蛋白表征帶來革命性變化?；诓ＡЮw維基底的超級蒙烯玻璃纖維織物，具有電熱性能好、電學(xué)可調(diào)性強(qiáng)、復(fù)合成型工藝兼容等優(yōu)異特性，可實現(xiàn)與玻璃纖維基復(fù)合材料的優(yōu)異復(fù)合，該材料已成功實現(xiàn)在國防裝備上的批量應(yīng)用。米級寬幅蒙烯玻璃纖維織物卷對卷制備系統(tǒng)是北京石墨烯研究院自主研發(fā)并制造的第三代卷對卷生長設(shè)備，其產(chǎn)能達(dá)20000平方米每年，是市面同類型裝備產(chǎn)能的五倍以上。北京石墨烯研究院產(chǎn)品發(fā)布官付韻橋表示，這三款產(chǎn)品的成功研制，是該院石墨烯材料及裝備快速走向產(chǎn)業(yè)化的又一里程碑。

在中國的石墨烯產(chǎn)業(yè)中，外資企業(yè)以技術(shù)領(lǐng)先，而國內(nèi)企業(yè)則以制造領(lǐng)跑。這種行業(yè)內(nèi)的競爭趨勢，推動了中國石墨烯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。截至目前，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)的規(guī)模正在不斷擴(kuò)大。從2015年到2018年，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)處于高速發(fā)展期。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國石墨烯行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》指出，2025年中國石墨烯市場規(guī)模有望達(dá)到千億級別。

石墨烯如何推動產(chǎn)業(yè)化

作為目前已知的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能極強(qiáng)的納米材料，石墨烯在能源、生物醫(yī)學(xué)、電子信息等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。然而，如何將這種神奇的材料引入到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中，撬動其商業(yè)價值，已成為業(yè)界關(guān)注的焦點。石墨烯的優(yōu)異性能使其在眾多領(lǐng)域中都有潛在的應(yīng)用價值。在能源領(lǐng)域，石墨烯的導(dǎo)電性能使其成為電池和超級電容器等儲能設(shè)備的理想材料。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，石墨烯的導(dǎo)熱性和生物相容性使其在藥物輸送和生物探測方面具有獨特優(yōu)勢。而在電子信息領(lǐng)域，石墨烯的強(qiáng)度和大面積柔性特性使其成為制造輕薄、堅韌、可折疊電子設(shè)備的理想材料。然而，要將石墨烯從實驗室研究推向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，需要克服一系列技術(shù)和市場方面的挑戰(zhàn)。首先，制備高質(zhì)量、大面積的石墨烯薄膜是一項關(guān)鍵的技術(shù)挑戰(zhàn)。目前，常用的制備方法包括化學(xué)氣相沉積和剝離法等，但這些方法在規(guī)模化和質(zhì)量控制方面仍存在一定的問題。此外，石墨烯的導(dǎo)電性和強(qiáng)度雖然出色，但其在大規(guī)模生產(chǎn)中保持這些特性也是一項挑戰(zhàn)。

為了解決這些問題，國內(nèi)部分行業(yè)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)正在探索新的制備技術(shù)和工藝。例如，一些企業(yè)已經(jīng)開始采用化學(xué)氣相沉積法來制備大面積、高質(zhì)量的石墨烯薄膜。此外，研究機(jī)構(gòu)也在探索通過控制制備條件和后處理方法來進(jìn)一步提高石墨烯的性能。除了制備技術(shù)外，市場推廣也是將石墨烯推向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，這些產(chǎn)品的市場占有率仍然相對較低。為了推動石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，需要更多的企業(yè)加入這個領(lǐng)域，并開發(fā)出更多基于石墨烯的新產(chǎn)品。此外，政府在推動石墨烯產(chǎn)業(yè)化方面也起到了關(guān)鍵作用。各國政府紛紛出臺相關(guān)政策，支持石墨烯研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。例如，中國政府在“十三五”規(guī)劃中明確提出要大力發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)，并設(shè)立了專門的基金來支持相關(guān)研究和應(yīng)用項目。

一年一度的北京石墨烯論壇就是為政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界提供了一個交流和合作的平臺。通過分享研究成果和市場經(jīng)驗，各方可以更好地了解石墨烯的產(chǎn)業(yè)化前景和應(yīng)用領(lǐng)域。同時，論壇也為潛在投資者和創(chuàng)業(yè)者提供了一個尋找合作機(jī)會和商業(yè)模式的平臺。參加本屆論壇的一位專家表示：“通過加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作和商業(yè)模式創(chuàng)新，我們可以更好地挖掘石墨烯的商業(yè)價值。這種新材料有望在未來幾年內(nèi)引領(lǐng)一場新的產(chǎn)業(yè)革命?！?/p>

石墨烯推向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和各方合作的加強(qiáng)，我們有理由相信石墨烯將在未來發(fā)揮更大的作用。通過撬動這一顛覆性新材料的商業(yè)價值，石墨烯在能源、生物醫(yī)學(xué)、電子信息等領(lǐng)域?qū)⒂瓉砀鄤?chuàng)新和突破。