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专访中国科学院院士刘忠范谈石墨烯：新技术研发要以市场为导向
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“黑金”、“新材料之王”、“神奇材料”、“万金油”……石墨烯是目前为止发现的最轻最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，有科学家预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，并有望成为下一个万亿级产业。近日，深圳市首个石墨烯应用技术研究院、石墨烯协会揭牌成立，一批研发应用重点项目签约，这在深圳石墨烯产业发展史上具有里程碑意义。仪式现场，众多石墨烯业内精英、专业学者、企业界等齐聚一堂，共同见证这一盛举。新材料在线也来到现场为读者带来精彩报道，同时有幸采访到了中科院院士、北京大学教授刘忠范，与他共同探讨了石墨烯行业相关概况。 专访中国科学院院士刘忠范谈石墨烯：新技术研发要以市场为导向 新材料在线现场采访刘忠范院士 【新材料在线】：今天非常荣幸采访刘院士，刚刚听了您的演讲，十分精彩。几个有关石墨烯的问题想跟您简单地了解一下。 【刘忠范院士】：谢谢，好的。 【新材料在线】：您早年出国留学，如今主要专注在国内的研究上。我国有关石墨烯的研究虽然起步较晚，但发展较快，有着潜在优势，但石墨烯最尖端的研究依旧还是在英国，您认为国内的石墨烯研究和英国有哪些差距？ 【刘忠范院士】：首先，不论从石墨烯的基础研究还是从产业化的前期研发的角度来看，我国对石墨烯的关注度最高，研究队伍也最为庞大。2011年以来，我国研究人员发表的石墨烯文章总数和专利申请数量已经稳居世界第一位，这一方面值得高度肯定。我国石墨烯研究所关注的领域多集中在大规模制备、锂离子电池、超级电容器和防腐涂料上，离产业更近，更接地气，但相对而言门槛比较低。而英国、欧盟和美国则更多地关注在未来十年、二十年后可能引起产业革命的高端器件研发上。这些研究非常基础，但有可能带来真正的产业革命。 其次，我们国家对于着眼于未来的，需要时间、耐心和投入的研究做得太少，不仅仅是石墨烯，其他方面也是如此，比较急功近利，这也是我国石墨烯研究和英国有差距的原因之一。英国和欧盟的石墨烯研究投入相当集中，并且在政策导向上致力于把大学里的基础研究和企业密切结合起来。如曼切斯特大学国家石墨烯研究院的经费投入就与我们国家自然科学基金的投入不相上下，而2013年启动的欧盟石墨烯旗舰项目的十年总投入达10亿欧元。这样的投入方式使得资源更集中，也可以做点大事。相比之下，我们国家的石墨烯研究基本上属于自发性的群众运动模式，一块很小的蛋糕，一大堆人去抢，投入非常分散，缺少国家层面的全局性规划，自然很难布局长远的目标。实际上，这种投入方式带来的常常是表面上的繁荣，并且造成人力、物力和财力资源的极大浪费。 【新材料在线】：所以您刚刚在演讲中提到的，未来石墨烯的制胜之路必然是从分散走向集约？ 【刘忠范院士】：是的，小作坊是不可能赢的，还是要集约发展，把大家整合起来一起做。 【新材料在线】：如今石墨烯发展迅速，越来越多的企业开始涉足这一领域，也有些做出了产品和成果，但有人认为现在的“石墨烯热”是被媒体和资本市场炒作的结果，导致行业内出现一种急功近利、浮躁、虚火过旺的现象，对这一论调，您怎么看？ 【刘忠范院士】：首先，我想说积极的一面，资本市场、政府、老百姓……大家都来关注石墨烯，这绝对是好事。同时我们也要明白，石墨烯的产业化研发是马拉松，绝不是百米赛跑。 【新材料在线】：马拉松和百米赛跑具体是指什么？ 【刘忠范院士】：马拉松，是指石墨烯的研究需要时间、耐心和投入。而百米赛跑指的是，过于功利性的短平快目标，希望在几年内搞定石墨烯的产业化。如果资本市场、企业和研究人员都是这种心态，那是绝无希望的。我认为，石墨烯欢迎大家尤其是资本市场的关注，同时也希望大家有耐心，不能只注重短线利益而忽视长期利益。在对石墨烯的长线投入中，我认为非常重要的一点是和团队捆绑，集约发展。 【新材料在线】：您指的是研究团队吗？ 【刘忠范院士】：嗯。我的团队做了这么多年，深知其中的难处，不可能一蹴而就。资本市场和企业应该找一些真正脚踏实地、做实事的团队，捆绑起来，以集约形式联合攻关。高校和科研院所拥有一支庞大的石墨烯研究团队，但与市场脱节比较严重；而企业的基础研发力量比较薄弱，掌握的核心技术太少。这种集约形式正好可以将二者有效地结合起来，以资本为纽带，形成“市场引领基础研究，基础研究解决市场化难题”的创新平台，两全其美。我认为我们现在急需建立这种集约发展机制，改变分散的、小作坊式的研发模式。 【新材料在线】：所以新技术研发最终还是会以应用市场为导向吗？ 【刘忠范院士】：是这样的，而且一定是以未来的市场为导向，而不是仅仅满足于当下的市场。 【新材料在线】：既然是以市场为导向，您认为石墨烯未来的应用领域有哪些？最快将会在哪些行业实现产业化？ 【刘忠范院士】：石墨烯现在已经实现产业化了，如今天提到的石墨烯智能腰带、还有石墨烯防腐涂料等，低端产品的石墨烯产业化大家已经在做了。问题是，大规模的石墨烯产业应用，甚至引发现行产业结构的变革何时能实现？三五年内肯定还做不到。 【新材料在线】：那您预期大概什么时候能实现？ 【刘忠范院士】：我期待是十年，在那时候石墨烯能有比较大的产业突破和变革，这样市场也会更有信心。如果十年之后还看不到任何希望，估计就没人敢继续投入这个行业了，所以未来的投入也会取决于这关键的十年。硅基晶体管从发明到如今的产业规模花费了六十年，而石墨烯到现在也不过才十年，所以大家还是要有耐心。现在，基础研究到产业化的速度越来越快、时间越来越短，我认为石墨烯实现这样的变革三十年比较合理。到现在我们已经过了十年，所以在接下来的二十年，应该会有大规模产业的雏形。 【新材料在线】：我们也共同期待能看到这样的变革。石墨烯具有非常独特的属性，导电导热性最强、超轻超薄等，但是现有的产业无法释放出它的全部特性，您认为未来是否会出现一个新领域，可以释放出石墨烯的全部特性？ 【刘忠范院士】：我赞同，这就是大家最期待的：希望石墨烯自己开拓新领域，而不是代替和推翻已有产业，我相信这也是石墨烯的终极追求。如青铜器时代、石器时代、塑料时代、硅时代等，也许石墨烯将来也会成为时代的代名词，这将是石墨烯的最高境界。 【新材料在线】：石墨烯时代，这是一个非常美好的展望。您和您的团队研究石墨烯这么多年，遇到过哪些困难？可以简单地和我们聊一聊吗？ 【刘忠范院士】：遇到的困难就是石墨烯太难（笑）。研究过石墨烯的人都知道，长石墨烯不难，但长出高质量的石墨烯很难。在北京，有时没放碳源却发现石墨烯自己长出来了，后来发现是雾霾，雾霾里面有碳，高温下会长出石墨烯，这说明什么呢？可控、可重复地生长石墨烯很难。通常长出来的石墨烯质量很差而且重复性不好。一个材料，如果这一批和下一批不一样，是不能用的。另一个困难是研究团队的构成问题，以研究生为主体的团队在基础研究方面比较有优势，可以搞出很多花样，发很多漂亮的文章，常常牵引目标不明确。但是技术研发则是两回事，需要摸索稳定可靠的工艺条件，研制相应的设备，这个过程非常枯燥，很难完全由研究生来担当。如何解决这个矛盾呢？需要建立一个可行的机制，把基础研究、企业和市场有机地结合起来。通过企业的资金支持，做好上下游的衔接，把基础研究和技术研发无缝链接起来。实际上，我已经在着手解决这个问题，我们与贝特瑞公司建立了一个联合实验室，共同打造石墨烯的产学研创新平台。 【新材料在线】：今天，深圳市首个石墨烯应用技术研究院和协会成立，具有非常重要的意义。今后，研究院将会为促进石墨烯的发展做些什么呢？能简单谈一谈吗？ 【刘忠范院士】：关于研究院的定位，我认为有三点。首先要开放，吸引全世界最优秀的人才和团队；第二点，要建立和完善产学研协同发展机制，让人才发挥出最大的价值。从基础研究到产业，有很长的路要走，完善的机制能让大家各司其职、各取所长。第三，充足的资金和耐心，有资金支持、有耐心等待，才能在石墨烯产业化进程中取得真正的突破。 刘忠范院士简介： 刘忠范，物理化学家，中科院院士，北京大学教授。1983年毕业于长春工业大学化工系；1984年留学日本，1987年获横滨国立大学硕士学位，1990年获东京大学博士学位；1990年4月至1993年5月在东京大学和国立分子科学研究所从事博士后研究，1993年6月回北京大学化学学院工作，同年晋升教授。1993年获首批国家教委跨世纪优秀人才基金资助，1994年获首批基金委杰出青年科学基金资助，1999年受聘首批长江学者奖励计划特聘教授，2011年当选中国科学院院士，2013年首批入选中组部万人计划杰出人才。 主要从事纳米碳材料、二维原子晶体材料和纳米化学研究，发表学术论文420余篇，获授权中国发明专利26项。曾任国家攀登计划（B）、973计划和纳米重大研究计划项目首席科学家、国家自然科学基金“表界面纳米工程学”创新研究群体学术带头人（三期）。1997年获香港求是科技基金会杰出青年学者奖，2007年获高等学校科学技术奖自然科学一等奖，2008年获国家自然科学二等奖，2012年获中国化学会-阿克苏诺贝尔化学奖和宝钢优秀教师特等奖等。 现任北京大学纳米科学与技术研究中心主任、北京大学纳米化学研究中心主任、北京市低维碳材料科学与工程技术研究中心主任。中国化学会常务理事、纳米化学专业委员会主任，中国微米纳米技术学会常务理事。物理化学学报主编，APL Materials、科学通报、化学学报副主编，Adv. Mater.、Small、Nano Res.、NPGAsia Mater.、J. Photochem. Photobiol. C Phtotochem. Rev.、ChemNanoMat等国际期刊编委或顾问编委。英国皇家化学会会士，英国物理学会会士。第十二届全国人大代表，九三学社第十三届中央委员，北京市人民政府专家咨询委员会委员。 |
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