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张继国，施国洪，宦娟
(江苏大学管理学院，江苏镇江212013)
(常州大学信息科学与工程学院，江苏常州213164)
王曼昱个人资料作者简介：张继国，
江苏大学管理学院博士研究生；施国洪，江苏大学管理学院教授、博士生导师；宦娟，常州大学信息科学与工程学院讲师、博士研究生。
注：本文是国家社会科学基金项目“服务嵌入、创新驱动与产业网络协同演进实证研究”
(编号:11BJL074)的阶段性成果。
摘要：石墨烯被誉为
“改变21世纪的神奇材料”。发展石墨烯产业，可提升我国新兴产业的国际竞争力、提高产业的发展水平、形成新的经济增长点。应加强对石墨烯产业的规划引导，提升自主创新能力，促进研发与商业化并行发展，提高协同创新能力，建立产业技术创新联盟。
水果为什么叫水果关键词：石墨烯产业；新材料；发展思路中图分类号：F426
香水品牌有哪些文献标识码：A
文章编号：1007－7685(2014)02－0039－04一、世界石墨烯产业的现状
石墨烯是由碳原子形成的具有六边形蜂巢晶格结构、单层片状的二维新材料，也是目前已知材料中最薄的一种，厚度仅有0.34纳米，具有优异的物理性质和化学性质。石墨烯是由碳六元环组成的两维周期蜂窝状点阵结构，它可翘曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或堆垛成三维的石墨。石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。
［1］［2］
石墨烯的主要性能：一是具有超强的导电
性。石墨烯的电子迁移率比纳米碳管或硅晶体高，是硅的100倍，在室温下可以达到15000cm 2/（v.s ）
；电阻率最小，比铝、铜和银低很多，只有10 6Ω.cm 左右。二是具有超强的导热性。石墨烯的导热性能优于碳纳米管，是铜、铝等金属的数10倍，导热系数高达5300W /m ·K 。三是具有超强的力学性。石墨烯的硬度超过金刚石，断裂强度达到钢铁的100倍。四是具有超强的透光性。石墨烯的吸光率非常小，透光率高达97.7%。五是具有超强的比表面积。石墨烯的比
表面积每克比普通活性炭高出1130m 2
，达到2630m 2/g 。
［3］［4］
石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和较高比表面积，近年来受到化学、物理、材料、能源、环境等领域的极大重视。具体在五个应用领域：一是储能领域。石墨烯可用于制造超级电容器、超级锂电池等。二是光电器件领域。石墨烯可用于制造太阳能电池、晶体管、电脑芯片、触摸屏、电子纸等。三是材料领域。石墨烯可作为新的添加剂，用于制造新型涂料以及制作防静电材料。四是生物医药领域。石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性，可用于药物载体、生物诊断、荧光成像、生物监测等。五是散热领域。石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品，比如当前全球热销的智能手机、IPAD 电脑、半导体照明和液晶电视等。
当前，世界各国均已认识到石墨烯的广阔市场前景，力争把握石墨烯技术革命和产业革命的机遇，正在形成技术研发和产业投资的高潮。发
经济纵横·2014年第2期
DOI:10.16528/jki.22-1054/f.2014.02.017
达国家将石墨烯列为一项影响未来国家核心竞争力的技术，大力支持石墨烯的研发及商业化。在国家战略层面，2010年美国联邦政府提出45亿美元巨资资助石墨烯的计划，力图在石墨烯研发的最前沿领域取得领跑地位。2011年英国将石墨烯列为四大战略性新兴产业之一，并投入5000万英镑打造全球领先的石墨烯研发和产业化中心。从2012年开始，韩国将连续六年累计提供2.5亿美元用于资助石墨烯的研发和产业化应用研究。从2013年开始，欧盟也将连续十年投入10亿欧元的专项经费用于石墨烯的研发，并将其上升到“旗舰项目”的战略高度。在企业层面，全球各国已有200多家企业加入到石墨烯的研发和产业化队伍中，包括一大批世界500强的国际知名公司，如美国宝洁、韩国三星、美国IBM、荷兰飞利浦等企业巨头。在产业化层面，美国石墨烯生产商XG Sciences年产能达到80吨。韩国三星公司已研制出首款石墨烯电子晶体管器件和柔性显示屏智能手机。在技术专利层面，全球石墨烯专利申请量呈激增态势，从2010年到2012年的短短3年时间内，专利申请量增长4倍多。美国和我国在专利拥有量上处于领先地位。韩国三星、浙江大学、美国IBM、韩国高级科技学院以及南京大学分别排在专利申请的前五名。
二、我国石墨烯产业发展现状及面临的问题
近年来，我国高度重视石墨烯技术和产业的发展，各高等院校和众多企业一直密切跟踪石墨烯的前沿技术和产业动向。2012年，工信部在新材料“十二五”规划中将石墨烯列入前沿材料目录。国家自然科学基金委在2007 2013年期间资助了1096项与石墨烯有关的基础研究计划。科技部围绕石墨烯的制备、工艺、材料等方向支持了一批重大专项和科技支撑计划项目。从石墨烯产业目前的发展进程看，我国在石墨烯的散热、导电等特性的应用方面，已迈入产业化门槛。2012年1月，全球首款智能手机石墨烯电容触摸屏在江苏常州二维碳素科技有限公司研制成功。2013年5月，全球最大规模的石墨烯透明导电薄膜生产线又在该公司正式投产，年产能达到3万平方米。2012年9月，浙江宁波墨西科技有限公司年产300吨的石墨烯项目正式投入建设。2013年4月，贵州新碳高科有限责任公司正式宣布推出我国首个纯石墨烯粉末产品———柔性石墨烯散热薄膜。2013年11月，国内最大的年产100吨氧化石墨（烯）/石墨烯粉体生产线在常州第六元素材料科技股份有限公司正式投产。2013年8月，江苏无锡惠山经济开发区启动建设国内首个石墨烯创新发展示范基地。但目前我国石墨烯产业仍处于初始阶段，尚存在一些影响石墨烯产业发展的问题。
第一，缺乏整体规划和引导。石墨烯技术包括制备技术、材料技术、工艺技术以及应用技术，在缺乏总体规划和引导的前提下，政府扶持力度远远低于国外，各研究机构低水平重复研究的现象比较普遍。另外，目前国内石墨烯企业良莠不齐，大多数企业停留在概念炒作的阶段，全国真正投入力量参
与石墨烯研发的企业不超过30家。
第二，缺乏自主创新能力。石墨烯高端领军人才主要集聚在美国、英国、韩国等发达国家的高校和跨国大企业。与先进发达国家相比，我国虽然科研人员很多、成果也很多，但顶尖性、原始性成果较少，大多采用跟踪研究的方法，处于追赶状态，重大创新不多。此外，研究成果主要集中在基础研究领域，应用技术相对薄弱。国内从事石墨烯研究的主要是高校和研究机构，企业在科研方面的投入力度远逊于国外企业，在石墨烯领域提交专利申请的企业更是少之又少。
第三，缺乏市场化能力。石墨烯产品研发与应用脱节现象严重。从设备水平看，国内绝大多数高校仍处在科研小试和中试阶段，绝大多数企业也处在小批量生产的摸索阶段，还不能形成稳定的规模化生产能力。从材料应用看，主要的应用成果绝大多数还停留在实验室阶段。石墨烯在产品上的应用还处于初始阶段，并没有真正形成下游的应用和需求，大规模产业化应用尚需相当长的一段时间。从资金投入看，各类投资资金也仅处于初始试探阶段，与国外大规模资金投入相比，我国的资金投入力度远远不够。
第四，缺乏资源整合能力。石墨烯产业需要创新链、产业链、资金链和服务链多链融合才能寻求产业突破，但目前我国在产业上下游、产学研合
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作、产业与金融对接、知识产权转移等方面尚未建立有效的资源共享机制，导致资源分割，各领域初步形成的优势呈现“碎片化”特征，急需在全国范围内统筹形成各方资源系统集成的能力。
第五，缺乏行业标准。石墨烯产业的发展涉及多学科和多产业，是一项系统工程。从国外碳纤维新材料的发展规律看，行业标准对规范研发和产业化起到至关重要的作用，但我国的石墨烯从研发到应用缺乏系统性，相应数据库、检测、标准及应用验证体系支撑不足，严重制约产业的发展。
三、我国发展石墨烯产业具有重要的战略意义
据国土资源部资料显示，我国石墨储量非常丰富，占世界储量的70%左右。唯有加快石墨烯的研发和产业化，才能推动我国将资源优势转化为创新优势，切实避免低价出口原料和高价进口产品的被动格局。随着科学技术的进步和产业化进程的加快，在政策支持下，一旦形成大规模的产能，石墨烯产业将迎来前所未有的高速发展。
(一)发展石墨烯产业可提升我国的国际竞争力
我国在高端装备制造、芯片制造、信息技术和碳纤维等高技术、高附加值领域，在世界一直处于落后和跟踪地位，产业一直处于全球价值链的低端，与发达国家相比还有较大差距，面临着严峻的挑战。石墨烯作为我国为数不多能与国际先进国家基本处于同步阶段的产业，如果能抢抓机遇，有利于我国
实现从制造业大国向制造业强国乃至创新型国家的转型，提升我国在高科技产业领域的话语权和国际竞争力。
(二)发展石墨烯产业可提高我国多领域的产业水平
张学津三位妻子石墨烯凭借其在导热、导电、比表面积、坚硬度、耐腐蚀性等方面的优异性能，将在涂料、储能电池、半导体照明、太阳能光伏、航天航空、新医药、柔性显示器等众多领域带来突破性的技术进步。凭借其特殊的物理结构和特质，在多个产业领域都将带来革命性的变革，推动我国在能源、电子、生物医药等高新技术产业实现“弯道”超车，达到或接近世界发达国家的水平。
(三)发展石墨烯产业可形成新的经济增长点
据2012Graphene Live会议预测：到2018年，全球石墨烯的市场规模约329亿美元；在能源存储领域约122亿美元；在柔性透明电极、柔性导线打印领域约83亿美元；在散热管领域约64亿美元；在太阳能薄膜领域约46亿美元；在生物医药、催化剂领域约14亿美元。如果算上全产业链的市场规模，未来5至10年，石墨烯有望达到万亿产能规模。因此，发展石墨烯产业将为我国在相当长一段时间内形成爆发式的新经济增长点。
zhangmo四、我国石墨烯产业发展的政策建议
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(一)制定石墨烯产业发展规划，加强对产业的统筹引导
应在国家层面系统规划石墨烯产业的技术路线和产业化路线，明确石墨烯产业发展的阶段目标、重点领域、资金来源、政策体系等重大问题，确立合理的组织框架，推动材料、设备、工艺和应用齐头并进，促进上下游的协调发展。在制定产业发展规划过程中，应把握好三个方面的关键点：一是充分发挥科研院所和创新企业的积极性，兼顾技术和市场两个方面的发展趋势，遵循创新规律和产业规律。既要考虑技术的前瞻性，又要考虑技术的应用性、集成性和可转化率；既要考虑产业发展的高端性，又要考虑产业化的可行性、规模性和经济性。二是统筹兼顾当前和长远的关系，既要准确把握国际、国内石墨烯产业发展的方向，又要选准阶段性的突破方向，实现技术引领产业发展，形成产业促进技术提高的良性循环。三是正确处理政府和市场的关系。政府扶持的重点在于初始阶段的政策引导和财税支持，要充分激发企业和市场在技术创新和产业创新中的主体作用，既要加大扶持力度，又要通过杠杆效应撬动更多的社会资源聚焦石墨烯产业。
(二)加大科技创新力度，加强自主创新能力
应在国家层面设立重大科技专项，进一步加大对石墨烯技术创新的支持力度。引导国内高校投身于石墨烯研究，大力引进国外领军型创新创业人才，充分调动企业研发的积极性，注重关键、核心和前沿技术的研发。加大科技成果转化力度，突破产业化的技术、工艺和装备的瓶颈制约，
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不断提高石墨烯产业核心竞争力。重点打造“三大平台、一个高地”：一是在高校建立石墨烯国家重点实验室，在基础研究上保持与世界同步水平。二是在企业建立石墨烯国家工程技术研究中心，在应用技术和工艺技术上实现重点突破。三是学习借鉴德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会和工研院的模式，鼓励和支持发展石墨烯产业技术研究，重点聚焦产业前瞻性研究项目和系统集成项目。此外，还要建立人才高地，抢抓全球人才加速流动的机遇，以全职人才和柔性人才两种方式，面向全球招揽高端人才。
(三)坚持市场导向，促进研发与商业化并行发展
重点开展产业化前期的应用技术开发，支持和引导生产企业、研究设计机构与应用单位联合开发各种石墨烯增强复合材料、零部件及成品，扩大工业领域的应用市场。主要应在三个方面加强研发与商业化的有机融合：一是大力发展“研发机构+孵化器+加速器”的三位一体模式，实现从技术研发到成果转化的一站式服务。二是鼓励下游终端应用企业持股孵化石墨烯初创企业，通过市场需求引导技术研发的方向。三是重点支持研发机构和终端应用企业联合承担科技成果转化项目，集中研发机构与企业的创新资源，缩短技术研发与产业化的间隔时间。在未来一到两年，建议重点在三个方面形成突破：一是利用其导电性，在触摸屏、超级电容和动力电池方面有所突破。二是利用其导热性，在散热材料方面有所突破。三是利用其相容性和耐腐蚀性，在生物医药、涂料和复合材料方面形成突破。
(四)深化科技体制改革，提高协同创新能力
坚持企业在创新中的主体作用和市场在创新资源、生产要素配置中的决定性作用，不断深化和完善“以企业为主体、市场为导向和产学研相结合”的技术创新体系，鼓励科技与人才相结合、科技与市场相结合、科技与金融相结合，促进技术、市场、人才、资金多元融合的体制机制，集聚政、产、学、研、用、资、介等各类创新资源，大大提升石墨烯产业的资源整合能力。重点在三个方面实现体制机制创新：一是探索产学研紧密结合的机制。推进企业、高校和科研院所建立优势互补、利益共享、风险共担的合作机制，实现技术链与产业链的无缝对接、双向融合和优势叠加。二是探索科技、金融紧密结合的机制。大力发展符合新兴产业特征的金融产品和服务，支持天使投资、科技支行、科技保险、科技小贷和科技保险等新型金融业态，建立风险补偿、基金扶持等配套政策，加快构建多元化的资金链，有效破解新兴产业发展的资金难题。三是探索“有形”和“无形”紧密结合的机制。在发挥企业主体作用、激发市场活力的同时，进一步强化政府的引导和服务功能，实现政府“有形之手”和市场“无形之手”的协同配合。
(五)建立产业技术创新联盟，抢占产业发展的主导权
石墨烯是交叉科学的产物，单一机构不可能在所有的科学领域都处于领先地位。因此，只有不同的单位组建联盟，进行技术研发合作并形成合力，才能实现产业创新。目前，石墨烯处于产业化和商业化
的临界点，从战略上来说，各机构应联合起来共同推进石墨烯产业的发展。当务之急是加快推进三方面工作：一是充分发挥产业技术创新联盟的力量，加快制定石墨烯的国家标准，积极抢占石墨烯的国际市场。二是依托高校和龙头骨干企业，加快建成一批石墨烯产业的技术创新平台、技术检测平台以及知识产权服务平台。三是依托科技情报和中介服务机构，提升石墨烯产业的高端服务能力，准确把握石墨烯产业的发展趋势。
参考文献：
［1］代波，邵晓萍，马拥军，裴重华.新型碳材料———石墨烯的研究进展［J］.材料导报，2010（2）：17－21.
［2］［3］李晶，杨晓英.新型碳纳米材料———石墨烯及其衍生物在生物传感器中的应用［J］.化学进展，2013（2/3）：380－396.
［4］赵远，黄伟九.石墨烯及其复合材料的制备及性能研究进展［J］.重庆理工大学学报（自然科学），2011（7）：64－70.
(责任编辑：任春杨)
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