我国在石墨烯的研究和开发方面与国际先进水平一直保持同步，江苏的石墨烯产业发展水平总体在全国名列前茅，但是也面临着产业发展两头堵（高质量石墨烯原材料的制备与石墨烯下游应用产品的开发）、小微企业难以壮大、行业及产品标准有待建立、生产性服务业相对滞后、石墨烯工程技术人才缺乏等发展困境，特别是各地盲目上马石墨烯项目导致产业发展混乱。
石墨烯在电学、力学、导热散热、光学和高比表面积等性能方面独特优异，因而具有广阔的应用前景，自发现以来备受世界各国政府、产业界和学术界的高度重视。我国在石墨烯的研究和开发方面与国际先进水平一直保持同步，特别是在石墨烯产业化技术方面处于国际前列。
但是，我国石墨烯行业也面临着产业发展两头堵（高质量石墨烯原材料的制备与石墨烯下游应用产品的开发）、小微企业难以壮大、行业及产品标准有待建立、生产性服务业相对滞后、石墨烯工程技术人才缺乏等发展困境，特别是各地盲目上马石墨烯项目导致产业发展混乱。
江苏的石墨烯产业发展水平总体在全国名列前茅，面对国内和国际的激烈竞争，通过坚持依托江苏产业齐全创新能力强的优势，加强与石墨原料产地的合作，从石墨烯产业的原料、材料、部件、器件到装备的全产业链开展布局，找准切入点解决重点环节的技术瓶颈，在一些典型应用领域实现产业化，由点及面推动石墨烯产业的全面突破。
一、石墨烯及其产业发展现状
石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和较高的比表面积，近年来受到极大重视，被誉为“改变21世纪的神奇材料”、“万能材料”等。有学者认为，石墨烯在我国正成为一个“不以价格竞争模式发展、真正依靠不断创新前行的产业。”
石墨烯是由碳原子形成的六边形晶格结构并具有单层片状的二维新材料，是迄今为止已知材料中最薄的一种，其厚度仅有0.34纳米，是构成其他石墨材料的基本单元。据有关文献报道，石墨烯的优越性能主要表现在几个方面：
（1）超强的导电性。石墨烯的电子迁移率在室温下可以达到15000cm2/(v.s)，是硅的100倍；电阻率比铝、铜和银低很多，只有10-6Ω.cm左右。
（2）超高导热性。石墨烯的导热系数高达5300W/m˙K，导热性能是铜、铝等金属的数10倍，优于碳纳米管。
（3）超强力学性能。石墨烯的断裂强度是钢铁的100倍，硬度更是超过金刚石。
（4）高透光性。石墨烯的透光率高达97.7%，吸光率非常之小。
（5）超高比表面积。石墨烯的比表面积达到2630m2/g，每克石墨烯比普通活性炭高出1130m2/g。
石墨烯因其独特性能，自发现以来受到电子、航天军工、锂离子电池、超级电容器、新能源、新材料等诸多领域的广泛关注，但由于其成本过高，一直都处于研究阶段。当前，世界各国均已认识到石墨烯的广阔应用前景，正在形成技术研发和产业投资的高潮。在国家战略层面，发达国家把石墨烯作为一项影响未来国家核心竞争力的技术，大力支持石墨烯产品的研发和商业化。
美国联邦政府2010年提出45亿美元巨资资助石墨烯的研发，力图在最前沿领域取得领跑地位。英国政府在2011年将石墨烯列为四大战略性新兴产业之一，并投入5000万英镑打造全球领先的石墨烯研发和产业化中心。韩国政府计划从2012年开始，连续六年累计提供2.5亿美元用于资助石墨烯的研发和产业化应用研究。欧盟也把石墨烯上升到“旗舰项目”的战略高度，从2013年开始，计划连续十年投入10亿欧元的专项经费用于石墨烯的研发。
二、石墨烯产业发展的现状及问题：以江苏为案例
2015年5月18日，国家金融信息中心指数研究院在江苏省常州市发布了全球首个石墨烯指数报告———《新华（常州）石墨烯指数报告》。该报告从竞争潜力、竞争行为和竞争绩效3个维度综合评价了全球10个石墨烯产业发展较好的国家。
评价结果显示，全球石墨烯产业综合实力前三的国家依次为美国、日本和中国，其中美国处在相对领先的位置，日本、中国得分较接近；韩国、英国、德国和新加坡处在第二梯队；加拿大、澳大利亚和巴西位于第三梯队。国家2014年11月份公布的《关键材料升级换代工程实施方案》明确:到2016年，全面推动石墨烯实现批量稳定生产和规模应用，这预示着石墨烯迎来巨大产业空间。
江苏石墨烯产业在技术研发及产业化方面已经走在了全国前列，成为全国石墨烯产业发展的领头羊。
1.地区集聚效应凸显，产业链条初步形成。江苏省作为国内较早发展石墨烯的省份，形成了常州、无锡、南京、苏州、泰州等地区石墨烯产业集聚发展的态势（图1）。其中，常州市已建成国家级石墨烯新材料高新技术产业化基地。此外，江苏省也初步形成了集石墨烯设备研发、产品生产、下游应用的完整产业链。
2.构筑人才集聚高地，激发创新创业活力。截止2015年上半年，常州江南石墨烯研究院累计引进石墨烯高端人才57名（博士15人、硕士35人、领军人才7人）。常州石墨烯科技产业园累计引进石墨烯创新创业团队13个，集聚包括3家上市公司在内的石墨烯企业40多家。近年来，无锡通过实施“东方硅谷”海外人才引进和培育计划，吸引众多石墨烯领域的高层次人才落户无锡，形成了以项目为基础引进人才，以人才为核心发展产业的良性互动。
3.积极搭建创新载体，服务平台日趋完善。江苏省已建成多个石墨烯产业服务平台（见表1）。2011年成立的江南石墨烯研究院是我国首个石墨烯研究与产业孵化机构，拥有13个专业实验室。2013年，无锡市和无锡惠山区两级政府共同出资成立“无锡石墨烯技术及应用研发研究中心”，搭建集应用研发、质量检测、科技合作、宣传展示等于一体的公共服务平台。
4.建立合理金融体系，助推产业创新发展。2011年5月起，常州和无锡两市先后设立2亿元的“碳材料专项资金”，常州市更是明确成立总规模不少于20亿元的创业投资基金，通过补贴、配套、奖励、跟进投资等方式，支持石墨烯产业链上企业发展。根据相关规划，常州石墨烯科技产业园将争取到2015年实现石墨烯相关产业规模突破150亿元，打造我省最大的石墨烯生产基地及国家级石墨烯产业特色基地，进一步做强“东方碳谷”品牌。
江苏省虽然在石墨烯领域表现突出，尤其是应用领域走在全国前列，但仍然面临诸多挑战。
一是石墨烯相关研究机构和生产企业低水平重复研究的现象比较普遍。
二是传统技术基础和知识产权战略意识薄弱。多数企业还处于尝试性探索阶段，产业化所需的高质量、大尺寸、低成本的石墨烯制备技术并不成熟。
三是石墨烯产业发展壮大面临双重困境。石墨烯产品向高端发展面临市场需求小，投资大的难题。产品向低端发展面临产量大带来环评、废料处理难等问题。具体形成原因为：
（1）石墨烯技术产业发展缺乏总体规划和引导。
（2）在产业上下游、产学研合作、知识产权转移等方面尚未建立有效的资源共享机制，导致资源分割。
（3）企业对高校科研成果能否实现产业化持怀疑态度；部分高校也没有将产学研结合和成果市场化提到应有的高度。
（4）石墨烯生产企业多为小微企业，在自身发展过程中存在融资难、融资贵等问题，限制了企业做大做强。
三、发展石墨烯产业的重点应用领域
根据全球石墨烯科技发展趋势，结合江苏省产业结构特点和石墨烯产业发展水平，本着有所为有所不为的原则，未来发展石墨烯产业应该在以下几个领域重点突破：
1.石墨烯导电添加剂。
可在电池电极内构建三维导电网络，是一种新型的高端锂电池导电添加剂。使用0.5%～2%的石墨烯导电添加剂可以代替原来10%～15%的导电炭黑，而且能进一步降低锂电池的内阻，从而提高电池倍率性能和循环寿命，解决当前动力与储能锂电池综合性能不足的问题。
2.石墨烯导热材料。
包括具有高导热系数的石墨烯散热片/膜，以及石墨烯改性的复合材料如热导纤维和导热塑料等。该技术领域市场大，在我国的电子和工程领域有迫切的市场需求，技术难度小、工艺相对成熟，有快速进入市场的机会。
3.石墨烯导电塑料和油墨。
石墨烯可作为新型导电油墨和塑料的主填充料，也可与纳米银粉等混合配制成新型导电浆料或油墨，通过改变石墨烯的填充比例，可调节导电油墨的电阻率和附着性能。美国Vorbek材料公司的石墨烯导电油墨已经在物联网隐形条形码技术中开始应用。我国物联网市场巨大，前景诱人，以添加石墨烯为主的导电塑料可以在防静电应用领域得到大力推广，工艺简便、成本低廉、效果明显。
4.石墨烯防腐涂料。
石墨烯在防腐漆膜中的“迷宫”结构，有助于提高抗腐蚀的效能，且技术相对成熟。我国推动海洋强国发展战略，舰船和海洋工程对此有巨大的市场需求，而且这类涂料在石油管道和储罐内壁涂层应用市场很大。
5.功能性石墨烯纺织复合材料。
具有优异的抗静电、防辐射功能，同时具有优良的力学、热学、溶胀性、吸湿性、抗菌性等特性，为生物医用纺织材料、抗菌医用材料、柔性传感器等提供新材料。
在其他一些应用领域，比如将石墨烯制成触摸屏和透明导电膜，具有很好的技术优势和应用前景，但是还处于研发阶段，常州二维碳素科技股份有限公司有较好基础。石墨烯作为导体材料制成显示器件、具有抗辐射抗电磁场的石墨烯复合材料、用作锂电池的负极材料、用作超级电容器的具有超高比表面积的活性石墨烯材料等领域，相对来说在这些领域实现规模化应用所面临的技术问题较多，难度也相对较大，产业化的时间也因此相对更长一些；同时我们也要看到，如果在这些领域实现突破，石墨烯的用量更大，附加值也更高，所产生的经济效益也必然要大得多。
而要实现石墨烯最具附加值的应用，即石墨烯在半导体领域的规模化应用，比如晶体管、高频元件、传感器等领域，这对全世界都是一个巨大的难题，而且这一领域本身的资金、技术门槛都很高，基本为国外的几个半导体巨头所垄断，相对而言，我国在这一领域的技术实力较弱，要在这一领域实现产业化任重而道远。
四、国内石墨烯产业对策和建议
作为一种基础工业材料，石墨烯将从技术最底层深度影响现有的多个重要产业：电子信息、生物医药、新能源、航空航天等，对于这项可能“影响未来几十年”的新材料应给予足够的重视。
1、战略层面高度重视，并制定产业发展规划。
目前应重点做好以下几方面的工作：
（1）抢占产业链制高点。国内石墨烯产业尚属于起步阶段，研究、产业力量相对较分散，应抓住机遇，从战略高度给予重视，深度整合优势资源，从研发、应用两端把握制高点，重点开展产业化前期的应用技术开发。
（2）制定具有可操作性的产业规划。明确石墨烯产业发展的阶段目标、重点领域、资金来源、政策体系等重大问题，确立合理的组织框架，推动材料、设备、工艺、应用齐头并进，促进上下游的协同创新。
（3）升维思考、降维执行。在更高维度上进行综合考虑，更需要接地气的面向应用，通过应用，打造实力雄厚的实体经济。
（4）石墨烯产业发展定位要以研发设计为主，为下游的生产企业提供产品的整体解决方案，通过总集成、总承包、总服务向周边地区和欠发达地区扩散。
2.找准切入点，围绕产业链重点环节，集中突破一些重要领域。
从产业发展角度，石墨烯目前处于产业萌芽阶段，介于从实验室走向产业化的进程中，应用方向、应用效果、盈利模式都处于摸索的过程中，有些领域已看见曙光，有些领域还需要更长的时间累积。这些就需要政府在制定政策时予以不同的侧重方向。因而，
（1）促进石墨烯产业产生重大的经济效益，精准支持，找出关键的少数，助推其做大、做强。分层次政策引导产业发展，力争3-5年内培育出3-5家龙头企业；高度关注顶尖研究机构的研究动态，对存在的产业化机会的项目予以大力支持。
（2）在现有基础上打造石墨烯产业园区，园区内规划建设“研发区”、“孵化区”、“产业区”，相关的配套设施同时跟进。
（3）全球范围内引入高端人才，国外石墨烯的顶级研究团队中，有很多华人，对于其中一些优秀人才，应对接“千人计划”、“百人计划”，加大引入力度，同时积极并购海外高端团队，组建一支有梯度、有特色的全球顶尖研究团队。
（4）石墨烯企业不应该都是“大而全”的企业，应该鼓励“小而精”的企业，仅有一种产品，但是有不同系列的；或者有三到五种精细化产品的企业存在，让这些企业，具有德国企业模式的精细、高端、高品质、高利润的特质。
（5）多渠道拓宽资金来源，除了财政资金外，通过政策性贷款及市场化资金，加快技术产业化速度，对于个别资质特别优异的石墨烯企业，可积极推动资本市场上市，从更广的渠道募集资金，帮助企业做大做强。
（6）积极推动石墨烯国家标准的制定，与质检部门、国家标准化管理委员会积极沟通，征求石墨烯领域专家、学者、生产企业、应用企业的意见，构建石墨烯行业技术标准，从行业标准上，掌握石墨烯产业的“话语权”。
3.成立交流推介平台，同时推出一批“示范项目”，引导市场化应用。
石墨烯在实际的应用存在认知度不足的问题，“不知道”、“不敢用”、“不知怎么用”是目前应用中普遍的问题，甚至出现“制备企业生产出来的石墨烯不知道卖给谁”的现象。产业链各个环节衔接不紧，亟需一个畅通的渠道沟通生产方和需求方。为此需要：
（1）定期举办石墨烯大型研讨会，由诸如“江南石墨烯研究院”之类的机构牵头，定期公布中心最新的研究成果和产业化动态，聚集石墨烯产业界人士智慧，推动石墨烯潜在应用空间，为一些有实际需求，但专业领域欠缺的企业提供深入探讨的平台。
（2）开展石墨烯试用推广，以示范带动产业，鼓励在开展具有示范性、导向性的行业应用，培植一批先导用户，逐步推广，对示范应用企业给予政策支持，进一步培育市场，拉动产业发展。
（3）江苏苏南地区由于有人才集聚的优势，应该立足于搞研发设计，整体进行研发路线图的设计，集中力量寻找突破口；江苏苏北地区，应该立足于产业的承接，搞规模化生产区域的集中规划，提前布局环保、安全、仓储、物流等体系建设，在省一级层次上协调、统一发展，不包揽、不单打独斗。
（4）产业的边界模糊化、相互之间的渗透与融合度越来越深。要改变目前企业相互之间协作、协同力度不够，与外部应用之间，沟通度较弱，成果快速转化的通道不是很畅快的局面。借助互联网+，群策群力的利用好科研院所资源，进行开源性的智慧供给是企业降低研发风险与研发成本的一个可行的选项。应鼓励行业协会、园区、研究院等组织定期不定期的开展应用研讨，通过沙龙的模式、研讨班的模式、交流会的模式等等，找需求、促应用、搞研发。
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