云南省石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策

葉琳 黃潔 安道淵

摘 要：云南省雖然在石墨烯基礎(chǔ)研究領(lǐng)域起步較早，但存在研究成果尚未充分轉(zhuǎn)化、關(guān)鍵技術(shù)研究嚴(yán)重不足、技術(shù)人才和平臺(tái)匱乏、技術(shù)研究方向較為發(fā)散、產(chǎn)業(yè)技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室階段等問題。高度重視石墨烯技術(shù)，形成特色技術(shù)支撐體系，引進(jìn)企業(yè)和機(jī)構(gòu)帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)外交流與合作，大力引進(jìn)高層次人才團(tuán)隊(duì)，對(duì)推進(jìn)云南省石墨烯發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：石墨烯產(chǎn)業(yè) 技術(shù)領(lǐng)域 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新 云南

石墨烯材料具有非常優(yōu)異的性能，被稱作“黑金”“新材料之王”，其廣闊的應(yīng)用前景在全球科技界和工業(yè)界被認(rèn)為是一種未來革命性的材料，可以用在儲(chǔ)能、光電、傳感器、電力發(fā)電、醫(yī)療等眾多領(lǐng)域，正受到越來越多的關(guān)注，它的發(fā)現(xiàn)就像當(dāng)年發(fā)明電一樣，或?qū)⒁I(lǐng)又一次新的工業(yè)革命。

一、云南省石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前我國20多個(gè)省市的“十三五”規(guī)劃對(duì)石墨烯進(jìn)行了布局，部分省市專門出臺(tái)了專項(xiàng)政策并逐步付諸實(shí)施。云南省在石墨烯基礎(chǔ)研究領(lǐng)域起步較早，一些高校院所的科研人員從2005年就開始了石墨烯的研究，但尚未形成合力，石墨烯產(chǎn)業(yè)剛剛起步，相關(guān)企業(yè)數(shù)量基本為零。

（一）光電子領(lǐng)域量子點(diǎn)、二維材料等研究處于全國前列

云南省石墨烯量子點(diǎn)的相關(guān)技術(shù)研究排在全國高校科研院所的前列，研發(fā)具有高質(zhì)量石墨烯量子點(diǎn)制備方法水平在全國領(lǐng)先，如昆明物理研究所在制備石墨烯量子點(diǎn)技術(shù)上進(jìn)行了可控性等方面的研究。目前云南省在石墨烯探測(cè)器方面做了一些基礎(chǔ)性的研究，如石墨烯基單元探測(cè)器的試制，結(jié)合柔性優(yōu)勢(shì)制備石墨烯柔性紅外探測(cè)器，以石墨烯為透明導(dǎo)電電極制備出可彎曲有機(jī)發(fā)光二極管，以石墨烯為透明陰極材料制備出紅外探測(cè)器等。云南省在制備石墨烯薄膜方面掌握了一些技術(shù)，目前處于研究階段。如昆明物理研究所在石墨烯的薄膜制備技術(shù)上掌握了石墨烯的薄膜生長技術(shù)等。與此同時(shí)，能源領(lǐng)域石墨烯電池應(yīng)用點(diǎn)位關(guān)鍵技術(shù)有所突破。目前云南省在石墨烯電池的研究還比較欠缺，處在小型創(chuàng)新企業(yè)研發(fā)階段，距離出成果、成產(chǎn)業(yè)還有較大差距。同時(shí)，利用云南省豐富的太陽能資源，開發(fā)基于石墨烯的能源材料及其在能源固體電池或電解氫電池的應(yīng)用也具有一定的應(yīng)用潛力。

（二）材料領(lǐng)域石墨烯在貴金屬材料改性方面正積極探索

目前云南省在金屬石墨烯功能材料方面有了一定的探索和發(fā)展，但研究力度不夠，創(chuàng)新不足，距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍有差距。如云南省貴金屬新材料控股集團(tuán)有限公司在貴金屬新型電接觸材料的應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)方面，近兩年來開展了包括石墨烯增強(qiáng)Ag基、Cu基復(fù)合材料的相關(guān)研究，探索了工藝路線來解決石墨烯在金屬基體中的各種問題。目前可應(yīng)用的產(chǎn)品和范圍還比較有限，石墨烯配合貴金屬在廢氣、水中的催化應(yīng)用也還有待深入研究。同時(shí)，利用云南省豐富的橡膠資源，開發(fā)基于石墨烯的橡膠用品和特殊導(dǎo)電凝膠的應(yīng)用也具有一定的應(yīng)用潛力。

（三）在生物醫(yī)藥領(lǐng)域開展了與地方特色相結(jié)合的相關(guān)研究

石墨烯與云南省優(yōu)越的生物制藥資源相結(jié)合，在抗菌性和中藥方面正在開展研究，如功能化石墨烯對(duì)多種致病菌的抗菌性產(chǎn)品，與中藥應(yīng)用結(jié)合方面開展石墨烯在云南本土珍貴中藥材的應(yīng)用研究。在圍繞大健康的石墨烯應(yīng)用方面，目前云南大學(xué)正在將生物及遺傳學(xué)科的專業(yè)性與石墨烯相結(jié)合，可以開展藥物靶送輸運(yùn)、熒光標(biāo)記、骨質(zhì)增生等方向的研究。

二、云南省石墨烯產(chǎn)業(yè)存在的主要問題

（一）關(guān)鍵技術(shù)研究嚴(yán)重不足，技術(shù)人才和平臺(tái)匱乏

云南省在石墨烯產(chǎn)業(yè)上的研究力度和進(jìn)度目前在全國還處于落后狀況。材料、電子、能源、生物醫(yī)藥領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究雖有一定進(jìn)展，但數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。云南省石墨烯相關(guān)技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)不足全國的1%，相關(guān)的基礎(chǔ)研究還處于全國比較落后的水平，石墨烯產(chǎn)業(yè)化所需的關(guān)鍵技術(shù)研究嚴(yán)重不足，不能滿足從研究或待產(chǎn)業(yè)化走向技術(shù)成熟投入市場(chǎng)的實(shí)際需求，難于有效支撐產(chǎn)業(yè)化。

石墨烯產(chǎn)業(yè)缺乏相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)和專業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，骨干企業(yè)尚未育成，領(lǐng)軍人才、專業(yè)團(tuán)隊(duì)不多，由于缺乏育才、引才、用才機(jī)制，加之與發(fā)達(dá)地區(qū)之間的人才交流與合作均不足，相關(guān)高層次人才的培養(yǎng)和引進(jìn)難度較大，嚴(yán)重制約了云南省石墨烯產(chǎn)業(yè)的壯大和快速持續(xù)發(fā)展。

（二）技術(shù)研究方向較為發(fā)散，產(chǎn)業(yè)技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)室階段

盡管云南省的一些高校和科研院所從2005年就開始了石墨烯的研究，在部分點(diǎn)位上也取得了世界領(lǐng)先的科研成果，但尚未形成合力，存在“單兵作戰(zhàn)”的缺點(diǎn)，并且相關(guān)企業(yè)也未進(jìn)行石墨烯的相關(guān)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究，重視不夠，“料材器用”的完整創(chuàng)新鏈條尚未形成。

目前，云南省的高校和科研院所的相關(guān)研究大多停留在了石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)室階段，并沒有進(jìn)行大規(guī)模的轉(zhuǎn)化與生產(chǎn)。從云南省已有的轉(zhuǎn)移技術(shù)來看，大面積、高效率、高產(chǎn)出均勻單層和少層石墨烯膜依舊是挑戰(zhàn)。另一方面，石墨烯的制備一定程度對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生影響，有造成生態(tài)破壞的威脅，再加上石墨烯企業(yè)在環(huán)保技術(shù)上的缺失，技術(shù)轉(zhuǎn)移會(huì)帶來各種污染問題的產(chǎn)生，這一定程度上也影響了石墨烯產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

三、推進(jìn)云南省石墨烯發(fā)展的對(duì)策建議

（一）緊跟發(fā)展趨勢(shì)熱點(diǎn)，高度重視石墨烯技術(shù)

石墨烯材料廣闊的應(yīng)用前景在全球科技界和工業(yè)界被認(rèn)為是一種未來革命性的材料，尤其對(duì)促進(jìn)云南省新材料產(chǎn)業(yè)向產(chǎn)業(yè)高端的“突破性”發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。對(duì)石墨烯的發(fā)展引起足夠重視，一是要重視石墨烯相關(guān)技術(shù)的技術(shù)儲(chǔ)備與人才儲(chǔ)備;二是要重視石墨烯產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)備。緊跟石墨烯發(fā)展趨勢(shì)熱點(diǎn)，在國家發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與變革上做到“不掉隊(duì)”，為即將到來的新一輪產(chǎn)業(yè)升級(jí)和科技革命做好準(zhǔn)備。

（二）利用特色資源優(yōu)勢(shì)，形成特色技術(shù)支撐體系

利用云南省水電、生物醫(yī)藥等特色資源優(yōu)勢(shì)，圍繞“料、村、器、用”等環(huán)節(jié)，形成較具特色的產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)支撐體系，支撐“綠色能源”、“綠色食品”、“健康生活目的地”“三張牌”打造。一是利用水電優(yōu)勢(shì)，發(fā)展石墨產(chǎn)業(yè)。在產(chǎn)業(yè)的上游，即石墨制備方面，具有較大的市場(chǎng)前景，且石墨的制備需要用到大量的電來生產(chǎn)制備石墨。云南省可充分利用豐富的水電資源優(yōu)勢(shì)來發(fā)展“水電+石墨”，形成石墨生產(chǎn)技術(shù)體系發(fā)展石墨產(chǎn)業(yè)，從而有效規(guī)避國家對(duì)于載能產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的政策壁壘，形成較具成本優(yōu)勢(shì)的石墨生產(chǎn)體系;二是開發(fā)應(yīng)用推廣抗重金屬污染技術(shù)，有效支撐打造“綠色食品牌”。利用石墨烯能夠吸附重金屬離子等技術(shù)特性，大量推廣在“三七”等種植中抗重金屬污染問題，通過技術(shù)攻關(guān)突破與大面積推廣應(yīng)用有效解決土壤重金屬污染種植的技術(shù)難題，為無公害農(nóng)作物的種植提供技術(shù)保障，從而有效支撐“綠色食品牌”的打造;三是結(jié)合云南省豐富的生物藥材資源優(yōu)勢(shì)，開發(fā)具備抗菌功能的保健產(chǎn)品。利用石墨烯的抗菌性等技術(shù)特性，將石墨烯技術(shù)應(yīng)用到藥品保健品開發(fā)中，開發(fā)具備抗菌功能的保健產(chǎn)品，如：“不會(huì)發(fā)炎的創(chuàng)可貼”生產(chǎn)。

（三）引進(jìn)企業(yè)和機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

圍繞“綠色能源牌”中新能源汽車產(chǎn)業(yè)，通過多種形式，結(jié)合云南省現(xiàn)有基礎(chǔ)，積極引進(jìn)國內(nèi)外石墨烯知名研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)新能源汽車動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)在云南省落地，通過石墨烯電池的配套應(yīng)用，以加快技術(shù)的轉(zhuǎn)移、引進(jìn)、成果轉(zhuǎn)化，盡快形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈，帶動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。與此同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)外交流與合作，大力引進(jìn)高層次人才團(tuán)隊(duì)。加強(qiáng)與國內(nèi)外的行業(yè)交流，拓寬溝通渠道，加大云南省石墨烯技術(shù)研發(fā)亟需的高層次技術(shù)人才和團(tuán)隊(duì)的引進(jìn)力度;同時(shí)，依托地方高校，加大對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新人才、工程化開發(fā)人才的培養(yǎng)力度，滿足石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人才需求。

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