對廈門來說,發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢明顯——廈門有國內(nèi)第一家專業(yè)從事石墨烯研發(fā)的企業(yè),有石墨烯行業(yè)內(nèi)較早盈利的企業(yè),多家科研院所在石墨烯的研究上也多有建樹,并在產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動上結(jié)出碩果。石墨烯發(fā)現(xiàn)者、諾貝爾物理學(xué)獎獲得者康斯坦丁·諾沃肖洛夫也是廈門的老朋友。兩年前,他受邀任廈門大學(xué)榮譽(yù)教授,成為廈門大學(xué)石墨烯工業(yè)技術(shù)研究院的“智庫”,近年來,他更是多次來廈,參觀石墨烯企業(yè)并表達(dá)了合作意向。
廈門市委市政府十分重視發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)。今年的廈門市政府工作報告明確指出,要大力發(fā)展新技術(shù),抓緊布局石墨烯等未來產(chǎn)業(yè)。良好的基礎(chǔ)加上政策引導(dǎo),有理由相信,廈門打造國際“碳谷”前景可期。
廈門凱納石墨烯技術(shù)股份有限公司
今年可批量生產(chǎn)石墨烯產(chǎn)品
過去幾年,廈門凱納石墨烯技術(shù)股份有限公司(以下簡稱“凱納”)一直致力于從事石墨烯的研發(fā),現(xiàn)在,這家國內(nèi)第一家專業(yè)從事石墨烯研發(fā)的企業(yè),正在從中試走向工業(yè)化,進(jìn)行石墨烯的批量生產(chǎn)。今年2月,凱納正式登陸新三板,成為省內(nèi)第一家石墨烯掛牌企業(yè)。
采用獨特的生產(chǎn)工藝
早在2006年,凱納就走產(chǎn)學(xué)研的路子,與華僑大學(xué)教授陳國華及其團(tuán)隊合作,啟動石墨烯技術(shù)的研發(fā)。那個時候,石墨烯離“風(fēng)口”尚遠(yuǎn),業(yè)界對其也較陌生,凱納創(chuàng)始人、廈門大學(xué)化學(xué)院出身的趙立平卻堅信,石墨烯將成為未來材料的寵兒。憑借著對科技的熱忱和堅定的信念,凱納和陳國華的團(tuán)隊攜手鉆研,終于在2009年在實驗室開發(fā)出石墨烯的生產(chǎn)工藝,后于2010年正式注冊成立公司。
與采用化學(xué)法研制石墨烯的“大多數(shù)”不同,凱納用的是物理剝離機(jī)械法!跋啾扔趥鹘y(tǒng)化學(xué)法生產(chǎn)工藝帶來的環(huán)境污染,采用物理法生產(chǎn)石墨烯耗能小,較為環(huán)保,不過卻也面臨‘產(chǎn)能較小’的短板!眲P納技術(shù)負(fù)責(zé)人洪江彬介紹說,多年來,凱納研發(fā)的焦點集中于開發(fā)低成本高性能的石墨烯量產(chǎn)技術(shù),截至目前已取得近10個發(fā)明專利。凱納在石墨烯領(lǐng)域的成果吸引了下游應(yīng)用行業(yè)的關(guān)注,2013年國內(nèi)最大的聚氯乙烯上市企業(yè)中泰化學(xué)看中了凱納的石墨烯應(yīng)用技術(shù),決定投資凱納并一起合作共同開發(fā)石墨烯在塑膠領(lǐng)域的應(yīng)用。
首期建設(shè)年產(chǎn)2200噸石墨烯產(chǎn)品
“2015年,我們完成了中試工作,計劃今年實現(xiàn)批量生產(chǎn),目前已經(jīng)完成年產(chǎn)21000噸石墨烯產(chǎn)品生產(chǎn)線的廈門市工商領(lǐng)域投資項目備案,計劃第一期進(jìn)行年產(chǎn)2200噸石墨烯產(chǎn)品建設(shè)項目!焙榻蛘f,凱納計劃生產(chǎn)的石墨烯將主要用于新能源電池、高性能塑膠、防腐蝕涂料、導(dǎo)電涂料等領(lǐng)域,他舉例說,“使用石墨烯改良過的鋰電池,導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能優(yōu)異,充電速度將大為提升,續(xù)航時間也將隨之延長;加入石墨烯的防腐蝕涂料有極高的防腐性,可以提高船舶的抗腐蝕性能,延長使用壽命!
廈門烯成新材料科技有限公司
淘金石墨烯生產(chǎn)設(shè)備
廈門烯成新材料科技有限公司(以下簡稱“烯成”),是廈門乃至國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)繞不開的一家公司。作為國內(nèi)首家專業(yè)研發(fā)與銷售石墨烯化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的高科技企業(yè),烯成另辟蹊徑,從石墨烯的科研儀器做起,并有了盈利。烯成總經(jīng)理劉長江對此有個形象的比喻,“就像美國的“淘金熱”,有人瘋狂淘金,也有人向淘金者賣牛仔褲、賣鐵鍬!笔┰O(shè)備正是淘金用的“鐵鍬”,自成立至今,烯成首創(chuàng)的G-CVD石墨烯生長系統(tǒng)銷量超過90臺,市場占有率達(dá)80%以上。
項目獲創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎項
傲人的市場占有率背后,是烯成過硬的技術(shù)。我們可以從烯成創(chuàng)始人之一的蔡偉偉履歷中窺見一斑:2009年,在美國攻讀博士后的蔡偉偉和同事開發(fā)出化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯,相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上,同年他又在《應(yīng)用物理快報》上發(fā)表世界上第一篇關(guān)于石墨烯做成透明導(dǎo)電電極的論文;2010年,蔡偉偉回國發(fā)展,成為廈門大學(xué)物理系的閩江特聘教授、博士生導(dǎo)師;2012年,蔡偉偉參與創(chuàng)辦烯成,將科技成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
技術(shù)研發(fā)能力,構(gòu)成了烯成的核心競爭力。在去年10月舉行的第四屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽新材料行業(yè)總決賽上,烯成的“基于自限制法的超大面積石墨烯制備系統(tǒng)”項目獲得大賽三等獎。成為首次在該賽事獲獎的廈門企業(yè)。
推動成立石墨烯眾創(chuàng)中心
提及今年計劃,劉長江說,烯成將深耕石墨烯導(dǎo)熱膜、導(dǎo)熱塑料等領(lǐng)域,“目前這兩塊都已在批量生產(chǎn)”,導(dǎo)熱膜和導(dǎo)熱塑料將應(yīng)用于手機(jī)、LED產(chǎn)品、平板電腦等領(lǐng)域。同時,烯成正推動整合資源,成立石墨烯、新材料主題的眾創(chuàng)中心,搭建公共測試平臺,引導(dǎo)石墨烯、新材料的科研人員來廈創(chuàng)業(yè)。“我們希望依托公共平臺的測試設(shè)備,可減少創(chuàng)業(yè)者的研發(fā)成本降低創(chuàng)業(yè)風(fēng)險!眲㈤L江表示,烯成還將攜手背后的基金——德爾石墨烯基金、達(dá)晨創(chuàng)投、賽伯樂投資、兆華偉泰基金,全方位為創(chuàng)業(yè)者提供資金上的解決方案。
【名詞解釋】
石墨烯
誰是“材料之王”?越來越多的答案指向石墨烯。它是目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅硬的納米材料,而且結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定,柔韌性很好,同時也是目前已知導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最出色的材料。其導(dǎo)電性優(yōu)于金屬銀和銅,強(qiáng)度是不銹鋼的100倍,導(dǎo)熱性是銅的10倍,電子遷移率是商用硅的100倍,透光能力強(qiáng)。據(jù)推測,2018年,全球石墨烯規(guī)模約為329億美元,未來10年左右,石墨烯的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到萬億元人民幣。
【觀點】
從供給側(cè)發(fā)力
找準(zhǔn)應(yīng)用市場
廈門該如何發(fā)揮自身優(yōu)勢,發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)?
“關(guān)鍵還是要從供給側(cè)著手,孵化應(yīng)用端,引導(dǎo)企業(yè)面向市場來生產(chǎn)石墨烯產(chǎn)品!痹谥锌圃汉N餮芯吭簭B門稀土材料研究所岳紅軍博士看來,石墨烯的功能化應(yīng)是石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向!按饲坝幸恍┑胤降氖┢髽I(yè)生產(chǎn)出了產(chǎn)品卻堆積在倉庫,因為他們找不到市場!痹兰t軍建議,廈門要結(jié)合現(xiàn)有環(huán)境和自身優(yōu)勢,找準(zhǔn)石墨烯的應(yīng)用市場,“譬如廈門的海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展得不錯,應(yīng)用石墨烯做海洋防腐涂層就是一個適合的方向!痹兰t軍認(rèn)為,“目前國內(nèi)石墨烯主要靠科研機(jī)構(gòu)推進(jìn),這很容易導(dǎo)致石墨烯與未來市場需求脫節(jié),政府當(dāng)引導(dǎo)更多企業(yè)投入資金發(fā)展石墨烯應(yīng)用,雖說不可能投入了錢就馬上有成效,但從長遠(yuǎn)來說,這有助于石墨烯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。”
岳紅軍說,石墨烯的產(chǎn)業(yè)化之路不是一蹴而就的,搭建產(chǎn)學(xué)研相互合作促進(jìn)的平臺是比較現(xiàn)實的途徑!敖ㄗh搭建產(chǎn)學(xué)研合作平臺,整合高校、研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)的創(chuàng)新資源,加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng),共同推進(jìn)石墨烯關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)突破!
中船重工725所廈門材料研究院石墨烯工作組負(fù)責(zé)人葉曉慧博士認(rèn)為,目前發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的“痛點”主要在于石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈的上下游還未打通,“一些下游應(yīng)用企業(yè)并不知道可以運用石墨烯材料來改善產(chǎn)品性能,需求潛力仍有待開發(fā)!比~曉慧建議,可由政府牽頭搭建石墨烯產(chǎn)業(yè)互動平臺,增進(jìn)電子、涂料、材料、化工等相關(guān)行業(yè)與科研院所的交流,“讓需要石墨烯的企業(yè)提出需求,我們做石墨烯的才會有更明確的目標(biāo)。”
【同步】
725所廈門材料研究院
發(fā)力石墨烯研究三大方面
中船重工725所廈門材料研究院石墨烯工作組負(fù)責(zé)人葉曉慧日前透露,石墨烯復(fù)合材料、石墨烯涂料和石墨烯電子產(chǎn)品是725所石墨烯研究的三大方面!拔覀冋媱澕訌(qiáng)與廈門當(dāng)?shù)氐氖┊a(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)聯(lián)系”。
去年底,中船重工725所投資1000萬元在廈門材料研究院設(shè)立石墨烯研究中心,期望通過對石墨烯的研究,拓展多領(lǐng)域的應(yīng)用。對于725所來說,做石墨烯課題研究具備先天優(yōu)勢——作為船舶材料研究所,725所在材料研究方面積累了豐富的經(jīng)驗。研發(fā)石墨烯船舶涂料,是725所在石墨烯領(lǐng)域邁出的第一步。
葉曉慧說,放眼未來,石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢必會往高端產(chǎn)品發(fā)展,而最具潛力的應(yīng)用將在電子產(chǎn)品方面,“包括大面積柔性透明顯示、高性能電子芯片、高靈敏度傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等下一代智能化社會所需的電子產(chǎn)品,因為石墨烯最大的特點就是獨特的電子結(jié)構(gòu),電子的移動速度是目前材料中最快的、導(dǎo)電性能是最好的!比~曉慧介紹說,為了牢牢抓住電子產(chǎn)品這一市場,725所計劃向激光直寫石墨烯柔性器件發(fā)力,旨在未來石墨烯競爭中儲備力量。
中科院海西研究院廈門稀土材料研究所
深耕氟化石墨烯研究
“新材料氟化石墨烯的制備及性能研究”,是中科院海西研究院廈門稀土研究所的研究課題!八^氟化石墨烯,指的是石墨烯部分氟化或全部氟化而生成的一種二維平面結(jié)構(gòu)的新材料。”研究人員岳紅軍博士解釋說,進(jìn)行氟化的石墨烯優(yōu)點多多,包括:表面能低、疏水性強(qiáng)及帶隙寬等優(yōu)異的物理化學(xué)性能,以及具有耐高溫、耐腐蝕性、耐摩擦性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和優(yōu)異的潤滑性。
先天優(yōu)勢使得氟化石墨烯可廣泛應(yīng)用于高溫涂層、抗磨潤滑涂層及高比能鋰電池正極材料領(lǐng)域,岳紅軍說,從商業(yè)角度來說,這將是一個廣闊的市場。同時,“作為一種新型材料,氟化石墨烯是精細(xì)氟化工發(fā)展的新方向,而作為我國氟化工強(qiáng)省的福建省,為擺脫只生產(chǎn)利潤低、環(huán)境污染大的氟化氫等初期氟化工產(chǎn)品的局面,提供了一個新的方向和機(jī)遇,更為福建省的精細(xì)氟化工產(chǎn)業(yè)升級提供新的動力!
當(dāng)然,氟化石墨烯的研究將是一個漫長的過程。岳紅軍坦言,目前,氟化石墨烯的研究尚處于起步階段,由于受到實驗條件的限制,從事相關(guān)研究的科技人才較少,而氟化石墨烯的產(chǎn)業(yè)還處于實驗室研究階段,國內(nèi)外市場還無相關(guān)產(chǎn)品銷售。但無論如何,可以確定的是,研究已啟動,夢想照進(jìn)現(xiàn)實指日可待。
廈門大學(xué)石墨烯研究院
建全省唯一石墨烯研發(fā)大樓
2014年5月,廈門大學(xué)與曼徹斯特大學(xué)、英國BGT Materials (BGTM)公司合作共建廈大石墨烯工程與產(chǎn)業(yè)研究院。同時,廈大還聘請曼徹斯特大學(xué)教授、2010年諾貝爾物理學(xué)獎得主康斯坦丁·諾沃肖洛夫為廈大榮譽(yù)教授。在康斯坦丁·諾沃肖洛夫的指導(dǎo)下,廈大石墨烯研究院科研團(tuán)隊與英國BGTM公司在一些合作項目上取得了一定的進(jìn)展。
廈門大學(xué)計劃在翔安校區(qū)建5萬平方米的石墨烯研發(fā)大樓,分為一期和二期工程。建成后將成為我省唯一的石墨烯研發(fā)大樓。