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（一）石墨烯的由来

石墨烯(Graphene)是首次从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。它非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。石墨烯被称为"黑金"，是"新材料之王"，科学家甚至预言石墨烯将"彻底改变21世纪"。掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

2002年10月，旅美华人科学家张博增已申报了全球第一篇有关石墨烯组成、生产工艺及应用技术的专利。在这篇专利申报文章中，张博增清楚地阐述了单原子层及多层石墨烯的制备过程。这是全球最早的关于单层石墨烯、石墨烯增强金属基、树脂基、碳基及陶瓷基复合材料的专利。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

（二）发展石墨烯产业的意义

随着“中国制造2025”国家战略的出台，石墨烯扶持力度加码，国家、地方政府、产业联盟通过多种手段支持石墨烯产业发展。《中国制造2025》石墨烯产业技术路线图，明确了产业化发展重点、方向和路径，已解决当前相关产品制备技术存在成本高、技术不成熟、产品不稳定等问题，开发针对特定场合的多形态和特性石墨烯基材料的制备和结构调控技术。未来将重点突破以大规模、低成本、高质量、品质均一可控和多尺度为特征的石墨烯制备技术，大力发展石墨烯高精尖应用技术以及下游产品开发，不断拓展石墨烯相关产品应用领域。

石墨烯产业爆发点已经形成，未来将爆发式增长。石墨烯已经过了炒作热期，企业已经将注意力从石墨烯制备转移到应用上。当前，一些公司已具备提供石墨烯的能力，但主要应用于试验和应用研究，真正实现高端应用的较少，且相关企业的年产能大多不超过百吨级。随着政策支持力度加大、资本投入以及宏量制备技术的突破，未来5~10年，多数企业年产能将达到千吨级，少部分大型企业年产能有望达到万吨级。

石墨烯市场前景广阔，有望产生巨大的经济效益。全球各大研究机构纷纷对石墨烯市场前景和规模进行了预测。综合国内外各机构的分析结果，未来5~10年将是全球石墨烯产业的高速发展期，各行业对石墨烯的需求量将不断增加。对石墨烯的近期需求主要来自复合材料等方面，集中在汽车、塑料、涂层、建筑、金属、电池、航空以及能源和储能领域。对石墨烯的中长期需求主要集中在电子和光电领域及储能领域。随着石墨烯行业的深入发展，其应用领域将不断拓展。

（三）发展石墨烯产业的目标

提升企业创新能力。一是以企业为主体，实施“政产学研用融”协同创新，建立石墨烯国家重点实验室或工程中心，鼓励生产企业和应用企业交叉持股、战略合作，设立联合研发平台，支持生产企业、研发机构和应用企业联合承担研发项目和科技成果转化项目，突破石墨烯制备、应用和产业化技术瓶颈，加快科技成果转化，打通石墨烯全产业链。二是石墨烯产业作为引领整个工业领域的材料革命的新兴产业，不能遵循传统内生式产业发展轨迹，引导企业开展产业组织创新，加快发展“企业+研发机构+孵化器+加速器”的发展模式。三是依托龙头企业、科研院所等，加快建成一批石墨烯材料及器件技术创新平台、产业转化平台及专利和标准服务平台，提高石墨烯产业高端服务能力。

推动石墨烯应用发展。石墨烯产业最大的瓶颈在于没有形成完整成熟的产业链，研发制备企业和下游应用企业脱节，市场需求尚未全面打开。一是加快应用技术开发，鼓励企业联合科研院所、高校开展相关产品设计和技术研发，扩大石墨烯应用领域和市场。二是推进首批次产业化应用示范，扶持一批具有行业带动作用的企业实现在重点需求领域的率先应用，构建与各类应用相适应的市场化运作机制，建成一批高水平示范项目。三是依托有关协会、学会、行业联盟或企业，加快制定工艺标准、检测标准，产品标准等，积极参与制定石墨烯国际标准，加快石墨烯标准国际化进程，将石墨烯研发优势转化为行业标准优势，掌握产业发展的话语权。四是石墨烯应用技术多处于中试阶段，市场前景不确定，一旦量产将引起价格下降，甚至技术扩散导致行业恶性竞争，必须建立健全行业规范，实现研发生产和商业化的有机融合。

加大资金支持力度。国外在石墨烯发展过程中给予了持续的资金支持，我国虽然通过国家自然科学基金已经陆续资助超过3亿元用以石墨烯相关项目，但资助体量相比国外仍有提升空间，特别是在欧盟10年10亿欧元支持石墨烯产业和国内石墨烯企业仍显弱小的大背景下，我国应进一步加大资金扶持力度。一是在国家层面设立重大科技专项，出台石墨烯产业发展专项行动计划，进一步加大对石墨烯技术创新的支持力度；二是尽快出台后续补贴和激励政策，充分激发企业和市场积极性；三是大力发展符合石墨烯产业特征的金融产品和服务，支持天使投资、科技支行、科技保险、科技小贷等新型金融业态，制定和完善风险补偿、基金扶持等政策；四是落实首台（套）重大技术装备保险补偿机制，推动石墨烯生产首台（套）装备和首批次石墨烯的推广应用。

加强自主知识产权建设。一是加强石墨烯专利分析与战略研究、知识产权保护机制研究，构建产业化导向的石墨烯专利池。二是支持具有自主知识产权的项目开发，鼓励相关机构通过PCT途径申请国际专利，加强海外专利布局。三是加强在Bottom-up途径制备石墨烯、半导体器件应用、以及设备等技术领域的产学研合作和技术转移，引导和支持设备专利和应用专利申请，形成规模化专利申请布局。

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（四）石墨烯产业规划

1.创新石墨烯材料产业化应用关键技术

积极利用石墨烯材料提升传统产品综合性能和性价比，推进石墨烯材料在新产品中的应用。开发大型石墨烯薄膜制备设备及石墨烯材料专用检测仪器。重点发展利用石墨烯改性的储能器件、功能涂料、改性橡胶、热工产品以及用于环境治理及医疗领域功能材料的生产应用技术，基于石墨烯材料的传感器、触控器件、电子元器件等产品的制备技术。

2.开展终端应用产品示范推广

围绕新兴产业发展和现代消费需要，瞄准高端装备制造、新能源及新能源汽车、新一代显示器件、智能休闲健身等领域，构建石墨烯制品示范应用推广链，促进石墨烯材料的研制生产、应用开发及性能评测等环节互动，提升性价比，示范推广利用石墨烯生产的储能材料、导电材料、导热材料、功能涂料、复合材料、光电子微电子材料以及环境治理与医疗诊疗用新材料。

3.促进军民融合发展

加大石墨烯材料在国防科技领域的应用。围绕石墨烯材料应用开发，建立军民口科研机构协作机制，推动技术成果、信息资源共享，促进专业人才、基础设施等要素的互动。发挥军民结合公共服务平台作用，开展两用技术交流对接，借助建设以军民结合为特色的新型工业化产业示范基地，带动提升石墨烯产业军民融合水平。

4.壮大石墨烯材料制造业规模

加快石墨烯材料生产迈向规模化、柔性化、智能化、绿色化。新建石墨烯材料生产线原则上要进入化工园区，符合化工园区环保准入条件和园区规划环评要求。粉体生产线装置规模不低于 10 吨/年，薄膜生产线能够连续自动转片。鼓励石墨烯粉体制备与天然石墨资源开发有机结合。

5.促进产业集聚发展

鼓励石墨烯材料生产企业以资本、技术、品牌等为依托积极参与到石墨烯产业发展中来，在材料制备领域提高生产集中度。支持中小企业发挥自身“专精特”新优势，利用石墨烯材料开发适销对路的新技术、新产品、新材料、新装备，支持开展形式多样的应用创新、创业活动，集群发展石墨烯材料应用产业，形成聚集效益，打造产业示范基地。

6.实现产业绿色发展

石墨烯产业将全面实现产业绿色发展，优化石墨烯材料生产工艺，完善生产装备，鼓励选用符合能效 1 级或节能产品推广目录中的产品和设备。发展石墨烯材料清洁产技术，推行循环型生产方式，实现石墨烯材料生产过程废物的综合利用及达标排放。推进智能化生产，加强石墨烯材料生产的污染排放和能耗、物耗管理，开展石墨烯材料生物安全性研究，促进产业绿色发展。

7.积极服务于国家重点工程建设

立足石墨烯材料独特性能，针对航空航天、武器装备、重大基础设施所需产品的性能要求，协同研制并演示验证功能齐备、可性好、性价比优的各类新型石墨烯应用产品。加快防腐涂料在海工装备、港口岛礁等设施中的推广应用。

8.不断开拓工业领域新应用

重点围绕涂料、树脂、橡胶、电池材料等现有大宗产品性能提升，新能源、新能源汽车、节能环保、电子信息等领域所需新产品引导石墨烯材料生产、应用产品生产企业与终端用户跨行业联合，利用石墨烯材料协同开发性能适用、成本合理的石墨烯应用产品，并根据终端应用需要持续提高石墨烯材料性价比，培育和扩大石墨烯产品在工业领域的应用市场。

9.努力提升服务民生能力

开发基于石墨烯薄膜、石墨烯功能纤维的穿戴产品，满足人们对智能休闲健身产品的多功能需求。加快开发石墨烯发热器件，推进基于石墨烯的高效供暖系统的示范工程建设和应用推广，提高建筑节能水平。创新石墨烯产品在安全防护、医疗卫生、环境治理等领域的应用，更好满足经济社会发展。

——文章摘自赵猛《石墨烯引爆产业革命》一书