中國粉體網(wǎng)訊 2023年11月，劉忠范獲頒“中國石墨烯產(chǎn)業(yè)領航人”獎。
劉忠范，深耕石墨烯領域研究15載，以推進中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，立志解決石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展“卡脖子”問題為己任，在花甲之年，以擔當?shù)挠職獍l(fā)起成立了北京石墨烯研究院(BGI)，開啟了人生第二次創(chuàng)業(yè)。BGI成立五年來，他帶領團隊揭示了石墨烯材料可控生長的基本規(guī)律等在內的石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的諸多難題，實現(xiàn)了高品質石墨烯原材料和裝備的國際引領。
劉忠范院士：尋找石墨烯的“殺手锏”級應用
石墨烯有三種不同的形態(tài)：一種是粉體，一種是薄膜，還有一種是纖維。材料形態(tài)不同，用途也不一樣。
據(jù)劉忠范院士介紹，2010年至今，石墨烯的應用以粉體材料為主，用作電熱產(chǎn)品、導電添加劑、防腐涂料等。未來10年值得期待的是一維石墨烯纖維材料，有望用作散熱膜、功能纖維、結構增強纖維，甚至超級導線等。
再過10年左右，或許是石墨烯薄膜材料的天下。水氧阻隔膜、分離膜、緩沖層、透明電極、觸控屏、射頻器件、光通信器件等，將逐漸從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化。從材料的形態(tài)上講，粉體材料到纖維材料，再到薄膜和晶圓材料，或許是石墨烯材料的發(fā)展歷程。
但目前的石墨烯新材料產(chǎn)業(yè)，還面臨著一系列的技術挑戰(zhàn)。
一是低成本的規(guī)模化制備的技術，二是低成本的批量剝離轉移技術，三是單層基元材料到實用宏觀材料的過渡和性能傳遞方法，四是復合基體材料中的分散技術，五是要找到石墨烯材料的不可替代的“殺手锏”級應用。
劉忠范院士強調：“到現(xiàn)在還沒有找到石墨烯獨到的、無法替代的用途，若只做‘萬金油’式的添加劑和‘工業(yè)味精’，這個產(chǎn)業(yè)是不會走太遠的。”
劉忠范院士：石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展可以“降降溫”
據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2023年9月底，中國石墨烯企業(yè)數(shù)量逾6.7萬家，石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)達60個，全國25省市擁有113個石墨烯研究院、17個創(chuàng)新中心和17個產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
但與一擁而上的石墨烯企業(yè)相比，卻是石墨烯產(chǎn)能過剩的現(xiàn)實。2022年，我國石墨烯粉體產(chǎn)能2.2萬噸，薄膜產(chǎn)能450萬平方米，而石墨烯粉體產(chǎn)能的利用率僅約7%，薄膜產(chǎn)能的利用率不足0.23%。
來源：北京石墨烯研究院
科學推動綠色低碳轉型，既需要政策的力度，也需要把握發(fā)展的速度，不能急于求成。
石墨烯材料：從科學、工程到產(chǎn)業(yè)
挑戰(zhàn)極限，突破難題。劉忠范院士提到石墨烯的剝離與轉移是石墨烯薄膜應用的重大技術瓶頸，為了攻堅克難，具有優(yōu)良電熱性能的超級蒙烯材料應運而生，其研究團隊找到了解決支撐載體問題、破解石墨烯薄膜卡脖子問題的全新解決方案。其中，蒙烯玻璃纖維的研發(fā)成為風電葉片甚至新一代導彈的殺手锏技術。劉院士認為，沒有扎實的基礎研究和殺手锏技術，就沒有核心競爭力。對于如何從研究思維到產(chǎn)業(yè)思維的跨越，他強調，石墨烯材料的產(chǎn)業(yè)化需要科學家、工程師和企業(yè)家交叉融合，協(xié)同創(chuàng)新。
石墨烯新材料，上貨架才是硬道理
自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯就以“多才多藝”著稱，從醫(yī)療保健到航空航天，都能找到它的身影，成為火遍全世界的“網(wǎng)紅”，被認為是21世紀重大的科學發(fā)現(xiàn)之一。
對于石墨烯來說，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級換代，或者創(chuàng)造全新的產(chǎn)業(yè)，才是它的價值所在。
劉忠范院士表示，科技工作者要提升自己的研究品質，做真正有成就感和獲得感的工作，成果要“上書架”“上貨架”。上書架，并非簡單地發(fā)表學術論文，而是真正對科學有用，是能夠在教科書里找到；而上貨架，并非簡單地申請幾項專利，而是真正對國計民生有用，是能夠在百姓生活里找到。
劉忠范院士說，他所在團隊采取的策略是，一手抓材料研究，一手抓裝備研發(fā)，同時從基礎研發(fā)、中試示范到產(chǎn)業(yè)落地進行全鏈條布局，尤其強化中試工程化研發(fā)，從而架起鏈接材料與市場的橋梁。
結語
風勁帆滿，戮力前行。在石墨烯道路上，劉忠范院士將繼續(xù)以強烈的擔當精神、工匠精神、創(chuàng)新精神，肩負起中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史重任。
信息來源：人民政協(xié)報、復旦大學、北京石墨烯研究院、四川日報、石墨烯聯(lián)盟、新材料在線等。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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