石墨烯產(chǎn)業(yè)化大潮風起云涌，應用領域不斷拓展，對于石墨烯應用領域的未來方向，上海理工大學材料學院院長楊俊和教授提出“三階段”的發(fā)展步驟，并對未來石墨烯產(chǎn)業(yè)集群規(guī)劃作出預測。
近日，某高峰論壇在福建廈門舉行。上海理工大學材料科學與工程學院院長楊俊和接受新華網(wǎng)記者專訪。本文根據(jù)采訪實錄整理。

展望——步入石墨烯時代尚需積累

　　有人預言，未來10-20年我們將經(jīng)歷的一場變革，就是由石墨烯時代代替硅時代。從理論上來說，這是完全有可能的。因為從理論上，石墨烯的一些性能是能夠讓我們看到代替硅的希望。不過理論是一回事，真正變成產(chǎn)品，真正能夠像硅這樣大規(guī)模應用到半導體領域、并且超越硅的性能，這可能還需要很長一段時間。這里面有科學問題、技術問題，以及將來的生產(chǎn)工業(yè)化過程需要解決的問題。

　　例如，大家都知道石墨烯應用領域非常廣，涉及到工業(yè)生產(chǎn)的方方面面，也可能涉及生活的方方面面。但這些應用都基于一個條件，就是需要有結構完整的、尺寸超大的石墨烯。如果沒有大尺寸石墨烯，其它一切都是免談。為什么現(xiàn)在石墨烯大家都說性能優(yōu)越，但真正在實驗室性能并沒有那么好，其中一個根本原因就是尺寸太小。

　　尺寸越大的石墨烯越有價值，但是現(xiàn)在制備石墨烯大多數(shù)都是用氧化還原的辦法，很難獲得很大尺寸。所以研究人員在實驗室開發(fā)了一個能夠獲得大尺寸的氧化石墨烯的技術，這個技術已經(jīng)申請了專利。它將獲得的石墨烯尺寸，是現(xiàn)在普通的氧化還原辦法獲得尺寸的10-20倍。如果這個大尺寸的石墨烯能夠被廣泛大量生產(chǎn)，那么有可能大大推動石墨烯的應用。

　　石墨烯應用未到產(chǎn)業(yè)集群階段　　三四年前媒體就在報道“充電幾分鐘跑1000公里”的新能源汽車，前段時間還有石墨烯電池號稱幾分鐘充滿電。作為一個概念，作為實驗室研究，這都是可能的。但是它要變成大眾使用的產(chǎn)品，還不是那么簡單的一回事。

　　這里面有一個基本問題，在實驗室看到的是非常小的量，比如我們用幾毫克或者幾克的量來作出一個小電池來測試它的性能，再推算如果把它放大后會是什么效果。但大家都忽略一個問題，在放大的過程中，會產(chǎn)生很多很多的衰減。因此，從克到公斤，再到噸的規(guī)模的時候，它性能的衰減可能是幾十倍甚至上百倍。也就是說，理論研究、實驗室成果到真正的工業(yè)化的距離和它的性能衰減是成正比的。所以楊俊和認為，石墨烯應用還處在產(chǎn)業(yè)萌芽階段，還沒有到產(chǎn)業(yè)集群這樣的階段。

立足第一階段，未來尚有空間

　　楊俊和預計，未來5年，石墨烯應用方面會有一個比較大的突破。這種突破可能首先是對傳統(tǒng)材料的改性。2015年12月，國家三部委聯(lián)合出臺,《關于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，非常明確地規(guī)劃了我國石墨烯產(chǎn)業(yè)的三步走。其中第一步就是石墨烯用于傳統(tǒng)材料中的升級換代或者叫改性。這些領域有可能會比較快地實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，比如石墨烯用于工程塑料、涂料、橡膠等復合材料，發(fā)熱散熱材料，導電添加劑等。而且這方面一旦產(chǎn)業(yè)化，可能會需要大量的石墨烯，這又會反過來促進石墨烯本身的制備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這是第一階段。第二、三階段可能又有更長的路要走。