“如果石墨烯成功應用于鎳鋅電池，則15分鐘完成充電、續航500公里將成為可能。屆時，電動車推廣中遇到的最大瓶頸問題將迎刃而解。”為期3天的2014石墨烯高峰論壇21日在清華大學深圳研究生院結束。

這場由中國科學技術協會主辦，深圳市科學技術協會和深圳清華大學研究生院承辦的論壇，是國內乃至全世界在該領域的首次高水平研討活動。石墨烯的發現者、諾貝爾物理學獎獲得者Andre Geim教授現身發表主題演講，并與20多名來自各國的頂級科學家共同研討未來研究以及產業發展之路。

據了解，作為重要的新材料和新能源，石墨烯在深圳近年來快速發展的新能源、電子信息、生物材料、導熱材料以及復合材料領域都具有廣闊的應用空間，產業契合度很高，可加快深圳產業結構升級。而在論壇上，深圳市副市長唐杰也表示，深圳正迅速轉型成以高新技術產業支撐的現代化城市，是科技創新的受益者。石墨烯是未來可能改變人類生活的熱點材料，深圳將加強在石墨烯領域的人才支持與資金支持。

巨頭公司已著手搶占市場先機

石墨烯是人類已知強度最高、韌性最好、重量最輕、透光率最高、導電性最佳的材料。Andre Geim教授和Konstantin Novoselov博士于2004年采用機械剝離的方法，首次獲得了石墨烯，并發現其具有理想的二維結構和奇特的電子性質，這一發現很快引起科學界廣泛關注和產業界極大興趣。2010年，兩人由此獲得諾貝爾物理學獎。

去年，歐委會決定投資10億歐元、期限10年，啟動歐盟未來新興技術（FET）石墨烯旗艦項目，旨在把石墨烯和相關層狀材料從實驗室帶入社會，為歐洲諸多產業帶來一場革命。

“石墨烯發現之后僅6年就獲諾貝爾獎，幾乎是史無前例。而獲獎之后才4年就獲得投資也是極為罕見。”清華大學深圳研究生院院長康飛宇教授說。

Andre Geim教授介紹，石墨烯是最薄、最堅硬、導電性最好而且擁有強大靈活性的納米材料，可廣泛應用于鋰離子電池、超級電容器、太陽能電池、生物質材料、傳感器、超高頻電子及光電子設備、藥物載體，以及用作觸摸屏、保護膜、選擇性過濾滲透膜等。

“事實上，石墨烯已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。通過它或可制造出可彎曲的智能手表、可折疊成智能手機的平板電腦等。”一位與會的業內人士說，目前，三星、蘋果和谷歌公司等三大巨頭已開始積累各種與石墨烯有關的專利。“據預測，到2016年全球移動設備銷量將高達8470億美元，未來5年可穿戴設備的銷量將高達190億美元。這也意味著，掌握了石墨烯的開發技術就成為公司未來在電子設備市場發展的關鍵。”

“一場材料領域的‘革命’正在發生。”Andre Geim教授認為，預計3—5年之內，石墨烯會有一個令人驚奇的應用。記者則注意到，華為、富士康、比亞迪等深圳知名企業均參與了此次論壇。

據悉，盡管世界各國對于專利申請的門檻不一，但單從數量上講，中國大陸申請石墨烯技術的專利占到了全球的50%以上，“石墨烯熱”的大風已經刮起。

有望實現電動汽車續航500公里

清華大學深圳研究生院近年來也一直在做石墨烯產業化的發展研究。“現在主要是研究石墨烯在鎳鋅電池體系的應用，即針對現在應用較多的鉛酸蓄電池和鋰電池的缺點。其中，鉛酸蓄電池的使用壽命只有幾百次，且具有污染性。而鋰電池用于電動車，但續航能力較弱且充電耗時長。所以我們現在希望研發一種用不壞且高容量的綠色電池，甚至是鋰電池蓄電量的2—3倍。”

康飛宇說，目前實驗已經取得很好的結果，正準備申請美國、中國的專利技術。“如果研發成功，15分鐘完成充電、續航500公里不是不可能的事，完全可以解決目前電動車推廣中遇到的電池這一核心難題。”康飛宇直言，當下石墨烯最亟待解決的是低成本和規模化生產這兩大問題，并預測低成本明年便可實現。“目前它的價格貴過黃金，最便宜的也要500元/克。但我相信一年之后，可以降到50元，再過兩年甚至可能降到1—5元。”

康飛宇說，目前通過天然石墨剝層等技術，石墨烯的生產已經接近量產的水平。未來兩三年內，便可大規模應用在電池、導電、導熱等材料領域，替代現有的材料。而在觸摸屏、傳感器等器械上的大規模應用則還需要3—5年，“目前這方面的研究仍停留在實驗室階段”。

作為重要的新材料和新能源，石墨烯在深圳近年來快速發展的新能源、電子信息等領域都具有廣闊的應用空間，產業契合度很高，可加快產業結構升級。但與國內無錫和常州等城市相比，深圳該領域基本仍處于研究階段，沒有形成規模化，產業化進程較慢。康飛宇曾對深圳石墨烯市場進行調研，發現目前深圳大概有十幾家中小企業正從事石墨烯的生產應用，研究機構則為10家左右。

“這與企業和機構對石墨烯的認識不足，對下游技術開發和市場需求的反應較慢有關。”不過，康飛宇也提醒，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，不宜盲目投資。“當前首先是把基礎研究做好，對于政府而言，不要‘跟風’，而應冷靜地進行戰略布局，形成產學研相結合和以市場為導向的石墨烯產業發展模式，比如引進人才、搭建工程中心和實驗室，適當扶持中小企業等。”

石墨烯

是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，可廣泛應用于鋰離子電池、超級電容器、太陽能電池、觸摸屏等。它曾一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學物理學家Andre Geim教授和Konstantin Novoselov博士成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，兩人因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。