破题产业化 石墨烯初探手机应用

现阶段，石墨烯要实现大规模应用缺乏一个成功的案例。即使生产出来的石墨烯产品通过了严格的测试，但是在市场上没有形成成功的应用案例，市场的开拓需要一个长期的过程。　　
近日，一则关于石墨烯手机预计2015年上半年将投放市场的消息，在业内引起关注。不少人在听到这一消息的第一反应是：炒作。为此，记者致电中科院重庆研究院微纳制造与系统集成研究中心主任、重庆墨希公司首席科学家史浩飞。他表示，石墨烯手机目前确实正在投入生产，关于石墨烯手机具体的信息，届时将会举行发布会予以公布。
“现阶段，石墨烯要实现大规模应用缺乏一个成功的案例。即使企业做出来的产品通过了严格的测试，可市场并没有这方面的成功应用案例，用户就会认为风险很大。现在我们就是想做一个成功的案例，通过市场来检验石墨烯产品的可靠性。”史浩飞表示。
石墨烯手机成现实
虽然对于石墨烯手机的具体信息，史浩飞不便透露太多。不过，他表示，预计2015年上半年将投放市场的石墨烯手机，其触摸屏、锂电池和散热膜都将采用石墨烯为原材料，其中触摸屏来自重庆墨希公司，锂电池和散热膜则添加了宁波墨西公司的石墨烯粉体材料。
目前，这两家公司都已经具备石墨烯大规模制备技术。
据了解，2013年，中科院重庆研究院成功制备出国内首片15英寸的单层石墨烯,并以知识产权和技术出资的形式,与上海南江集团共同组建了重庆墨希科技有限公司,开发以石墨烯触摸屏、显示屏为代表的石墨烯薄膜原材料。自成立以来,重庆墨希公司一直致力于解决石墨烯规模化制备以及在触摸屏等智能终端中的应用等技术问题,并建成第一代大规模石墨烯薄膜生产线。目前其产能可达100万片/年。
宁波墨西科技有限公司是北京墨烯控股集团有限公司旗下子公司，通过引进中国科学院宁波材料技术与工程研究所的石墨烯产业化技术，于2013年年底建成了首期年产300吨石墨烯生产线。
石墨烯原材料大规模制备技术的成熟，为下游产品的应用提供了可能，而石墨烯原材料成本的降低，则为石墨烯下游产品的开发创造了更好的条件。据悉，重庆墨希公司已经使石墨烯薄膜的成本降为原来的1/3，达到每平方米约为350元；宁波墨西公司的石墨烯粉体材料价格已经降低到1000元/千克，相当于1元/克。
“石墨烯材料对手机成本的影响不是很大。”史浩飞表示，即将上市的石墨烯手机采用的触摸屏是非可折叠的，不过其透光率很高，可以达到97%，而且没有偏色，色彩真实，灵敏度也很强。而其锂电池和散热膜中添加石墨烯粉体材料后，性能也会大有提高，其中电池容量可以提高10%。
石墨烯产业化仍需时间
“石墨烯手机有可能成为一个不错的应用案例。”史浩飞表示，成功的应用案例对开拓石墨烯应用市场意义重大。石墨烯大规模制备技术目前已经成熟，但是要想真正实现规模化应用，仍有一些问题要解决。
首先，要确定生产出来的石墨烯材料是否是用户所需要的，生产企业需要针对每一个应用领域进行调整。通过与下游用户对接，不断调整石墨烯制备工艺。
其次，提高应用产品的成品率，即良率。如果良率在50%-60%，就很难达到产业化的要求，一般良率要达到90%以上才可以实现产业化。石墨烯在产业化初期需要很长一段时间的培育，比如免费或者以提供补助的形式给应用企业提供产品和技术支持，并不断调试石墨烯应用技术，提高成品率。
第三，缺乏应用案例。如果业内没有一个成功的应用案例，用户会认为风险很大，即使生产出来的石墨烯产品通过了严格的测试，但是如果市场没有成功的案例，市场开拓过程就会延长。
“石墨烯手机就是我们要做的成功案例。通过市场来检验石墨烯产品的可靠性。”史浩飞表示。
对于石墨烯下游应用问题，宁波墨西公司研发中心主任周旭峰还表示，有些应用企业对石墨烯的理解不够深入，简单化地把石墨烯当成了“点石成金”的材料。事实上，用户在应用石墨烯的同时，往往还需要改变自己的生产工艺。
针对用户的这一难题，中科院宁波材料技术与工程研究所石墨烯研发团队和宁波墨西公司，一方面对行业中的通用性问题做基础性的研发；另一方面是成立应用技术服务中心，帮助用户解决应用中的难题。
“材料制备得好，不代表能应用得好。”业内人士表示，当前，由于石墨烯应用领域广泛，目前石墨烯在定义、性能检测表征方法等行业技术核心问题上尚未形成共识。而石墨烯行业要发展就需要上下游之间的接轨，因此石墨烯产业化发展目前还急需制定一个行业都能认可的检测标准，以使产业链更好衔接。
据悉，江南石墨烯研究院带头申请的第一批石墨烯国家标准已获立项，标准包括石墨烯的名词术语、石墨烯的工业化检测等四项内容，目前正在讨论和起草阶段，预计初稿可能会在今年年内公布。
期待政策支持
新兴产业的发展离不开政府的支持。中国生产力促进中心协会理事长石定寰认为，政府的各项措施对产业发展很重要。“政府在战略性新兴产业发展中起着重要的导向作用，对于减少社会资本风险，促进合作共赢影响很大。”
目前，无锡、宁波等多地已经针对石墨烯行业的发展出台了多项支持政策。为了进一步取得国家方面的大力支持，业内人士积极奔走。据悉，工业和信息化部等部门正在加紧研究新材料“十三五”规划，石墨烯有望入选其中。此外，科技部、国家自然科学基金委员会等部门也都十分关注石墨烯相关课题的研究。
那么，石墨烯行业发展需要国家给予怎样的支持呢？史浩飞表示，希望国家能够针对某些领域设立专项，打通从原材料到终端产品的产业链技术上的障碍；同时建立一些大的平台，实现产业间信息互通；再就是通过政府的政策引导作用，提高用户的使用积极性。
“大型技术的产业化离不开金融资本的支持。”银基烯碳新材集团联合总裁范定侒表示，目前，石墨烯尚处于产业概念期。这一阶段，石墨烯行业最需要培育、规划和服务，同时也最需要资金的支持。在资金投入方面，史浩飞等业内人士希望能够建立一种国家与市场相融合的投资环境。
石定寰也表示，如何促进金融创新，推动石墨烯产业化发展，国家要形成政策，帮助早期的投资机构规避风险，鼓励资本进入，使投融资拥有一个良好的生态环境。
从实验室到产业界，石墨烯一夜之间成了“宠儿”。从三星的移动手机、苹果的可穿戴设备，到特斯拉电动车的电池，都出现了石墨烯材料的身影。作为材料领域的新贵，石墨烯在能源、生物技术、电子技术等领域的应用已经逐步起步，而其在航天航空和军工等领域也具有宽广的应用前景。业内预计，未来5-10年，全球石墨烯产业规模将至少超过1000亿美元。