中關村豐臺園押寶石墨烯

本刊記者 趙方忠

2014年9月4日，中關村豐臺園啟動了戰略性新材料國際合作項目，這也是北京市首個以石墨烯新材料為關鍵技術的國際合作項目。

緊接著，12月10日，英國布魯內爾大學高級石墨烯工程中心中關村豐臺園研發中心正式揭牌。同日，中關村豐臺園、中倫國際、英國布魯內爾大學、美國馬勒動力總成和EOS英國公司共同對外宣布，相關各方將聯合實施 “石墨烯材料通過增材技術（3D打印）在汽車領域的高端應用專項”。

對于積極尋找產業轉型突破口的中關村豐臺園而言，石墨烯高端應用專項的啟動，瞬間為其未來的創新演變提供了巨大的想像空間。業內人士分析，隨著石墨烯在多個領域的創新應用走出實驗室，中關村豐臺園有可能進入一個新的“新材料時代”。

“一夜爆紅”的神奇材料

石墨烯，因一條新聞報道而“爆紅”。有報道稱，鑒于石墨烯所蘊含的無限應用潛力，三星、蘋果和谷歌公司開始積累各種與石墨烯有關的專利，未來的競爭之戰已在實驗室打響。

作為目前已知的世上最薄、最堅硬、導電性最好，而且擁有強大靈活性的納米材料，石墨烯成為制造靈活顯示屏、可穿戴設備以及其它下一代電子設備的理想材料，未來在觸摸屏、傳感器、蓄電池等領域的應用充滿了想象。比如，通過它制造出可彎曲的智能手表、可折疊成智能手機的平板電腦、15分鐘便充好電且續航能力達500公里的電動車蓄電池，等等。

其實，石墨烯從其誕生至今不過10年光景，但因其優良的性能及廣闊的應用，迅速成為全球各國政府、科研機構和跨國企業競相投入巨資開發的超級材料。美國、歐盟、日本、韓國等國家都啟動了一系列的研究計劃和項目，歐盟已經將石墨烯列為僅有的兩個“未來新興技術旗艦項目”之一，未來十年將提供13億歐元用于資助石墨烯材料研究。

目前，全球共有200個機構和1000多名研究人員從事石墨烯技術的開發和研究，其中就包括三星、蘋果、谷歌、IBM等科技巨頭。與美國、日本、韓國、歐盟等相比，中國對石墨烯的研究起步較晚，但近兩年來的研究迅速升溫，與國外同步進入爆發性增長期。特別是2012年以來，有關石墨烯的理論和技術研發都已進入快速道。

如今，石墨烯研發在中國已經取得了不菲成就。據了解，世界各國對于專利申請的門檻不一，而單從數量上講，中國大陸申請石墨烯技術的專利已占到了全球的50%以上。

國務院發展研究中心宏觀經濟研究部部長余斌指出，中國經濟正在步入“保持中高速增長和邁向中高端水平”的新常態，改革開放之初，中國依靠消化吸收再創新，保持了經濟連續多年的兩位數增長，之后轉向商業模式和管理創新，繼續維持了較長時間的高速增長，如今中國很多產業領域已經接近和達到全球技術水平，需要通過獨立自主的創新，引領全球的技術和產業革命，而與全球技術趨于同步的石墨烯，就是一個不錯的選擇。

專注產業實現路徑

2014年10月23日，國家發改委、財政部、工信部共同發布了《關鍵材料升級換代工程實施方案》，其中明確提出，到2016年，推動包含石墨烯在內的20種重點新材料實現批量穩定生產和規模應用。北京市也提出建設“國際科技創新產業中心”的戰略目標，要求瞄準國際上最先進的技術，組織對接以企業為主體的承接載體，推動相關技術在京落地轉化和產業化。

種種跡象表明，石墨烯的未來應用前景巨大可期，但鮮為人知的是，作為一個二維材料，由于其具有極大的不穩定性，目前全世界對石墨烯的研究和產業化都處在起步階段，真正離市場化還有一段距離，針對國內各地涌現的石墨烯熱，業內專家也一再提醒，不宜盲目投資。

“面對任何的科研創新都要有科學的態度，既要認識到發展的障礙，也要有執著的精神。”豐臺區副區長、中關村豐臺園管委會主任張婕說，大家都知道厚度僅為人類頭發絲直徑二十萬分之一的石墨烯，抗拉強度卻遠超鋼鐵，但這些是用來講故事的，而產業園區要發展石墨烯，是要以應用為先導，并不是去做原始創新，這就是園區實現產業創新與發展的科學態度。

與國內有意發展石墨烯的區域相比，中關村豐臺園更加注重科研力量的建立。據張婕介紹，豐臺園的石墨烯產業項目重點引進了以英國布魯內爾大學凱恩斯教授、劉泉博士為代表，包括英國布魯內爾大學高級石墨烯工程中心、英國劍橋大學石墨烯分層晶體及混合納米材料研究中心、英國國家石墨烯研究所國際石墨烯研究室、英國國家物理實驗室量子探測等數十位國際專家，組建了國際一流的石墨烯產業及戰略性新材料產學研隊伍，形成了石墨烯從材料提取到應用測試的全產業鏈條。

有了科研力量的支撐，張婕開始注重石墨烯產業在中關村豐臺園的發展路徑。自2014年9月以來，以凱恩斯教授領銜的英國布魯內爾大學高級石墨烯工程中心科研團隊，就與國際機械工程領域的大型企業展開一系列的合作與研究，啟動了一系列的石墨烯高端應用項目，并制定了三年發展的年度計劃。

盡管豐臺園對石墨烯傾注了大量精力，但張婕強調，政府建設創新體系的方向是不變的，就是以企業為主體，無論是引進科研團隊，還是與世界前三的馬勒動力總成等企業開展應用對接，這其中都是園區企業中倫國際從中發揮作用，政府更多的是在給企業增信，為產業創新提供環境和氛圍。

據張婕透露，豐臺園正策劃發起一支與石墨烯相關的產業基金，依據市場規律為產業發展提供服務，讓更多專注石墨烯產業的企業在豐臺園找到政府支持的態度、全鏈條的技術支撐、科研成果轉化的資本。

為未來發展留足空間

事實上，中關村豐臺園選擇石墨烯還有更深層次的考慮。

當前，中關村豐臺園已經形成了軌道交通、節能環保、軍民融合、應急救援等四大主導產業，而這些產業恰恰也是石墨烯開展應用創新的重要領域，引入石墨烯產業項目，有利于實現豐臺園各主導產業的協同創新與聯動發展。

將石墨烯產業作為重點發展行業之后，中關村豐臺園希望借助現有的新材料產業基礎優勢，用3到5年時間在石墨烯領域獲得新的技術突破，開展綠色、生態制備新技術的研究，實現高性能低成本的規模化生產，突破輕量化合金材料與復合材料應用技術、汽車裝置等高端結構研發與應用、新型顯示材料研發與應用、高端動力系統研發（石墨烯電池）等石墨烯應用技術。

為給未來的石墨烯產業發展留足空間，自2014年10月開始，中關村豐臺園就啟動了《中關村豐臺園石墨烯產業發展規劃》的起草。依據規劃設想，豐臺石墨烯產業園初期規劃控制面積20公頃左右，建筑面積39萬平方米，重點布局石墨烯研發、孵化、檢測認證、技術與產品交易等公共服務平臺，吸引全球石墨烯研發機構、原材料生產企業，應用材料及元器件企業入駐，建成集高端應用開發、科技創新孵化、技術檢測評價、產業鏈示范應用、產品與技術集散交易五大功能于一體的石墨烯產業園。

張婕預測，到2020年，中關村豐臺園將建成集功能、結構、復合材料于一體的具有國際影響力的戰略性石墨烯產業基地，重點開展石墨烯在機械工程、新能源汽車、新一代信息技術、節能環保、先進軌道交通裝備、新型顯示、航空航天、海洋工程等領域的應用。

盡管當前的應用主要圍繞汽車開展，但凱恩斯教授同時指出，未來英國布魯內爾大學高級石墨烯工程中心中關村豐臺園研發中心，將廣泛吸納國際頂尖技術，聚集一批石墨烯技術和產業領域高端人才，爭取在汽車、船舶、航空領域等前沿領域形成新的產業增長極，持續占據國內外各類石墨烯產品領域的技術高地。