云南省石墨烯产业发展现状及对策

叶琳 黄洁 安道渊

摘 要：云南省虽然在石墨烯基础研究领域起步较早，但存在研究成果尚未充分转化、关键技术研究严重不足、技术人才和平台匮乏、技术研究方向较为发散、产业技术尚处于实验室阶段等问题。高度重视石墨烯技术，形成特色技术支撑体系，引进企业和机构带动相关产业快速发展，加强对外交流与合作，大力引进高层次人才团队，对推进云南省石墨烯发展具有重要意义。

关键词：石墨烯产业 技术领域 产业创新 云南

石墨烯材料具有非常优异的性能，被称作“黑金”“新材料之王”，其广阔的应用前景在全球科技界和工业界被认为是一种未来革命性的材料，可以用在储能、光电、传感器、电力发电、医疗等众多领域，正受到越来越多的关注，它的发现就像当年发明电一样，或将引领又一次新的工业革命。

一、云南省石墨烯产业发展现状

目前我国20多个省市的“十三五”规划对石墨烯进行了布局，部分省市专门出台了专项政策并逐步付诸实施。云南省在石墨烯基础研究领域起步较早，一些高校院所的科研人员从2005年就开始了石墨烯的研究，但尚未形成合力，石墨烯产业刚刚起步，相关企业数量基本为零。

（一）光电子领域量子点、二维材料等研究处于全国前列

云南省石墨烯量子点的相关技术研究排在全国高校科研院所的前列，研发具有高质量石墨烯量子点制备方法水平在全国领先，如昆明物理研究所在制备石墨烯量子点技术上进行了可控性等方面的研究。目前云南省在石墨烯探测器方面做了一些基础性的研究，如石墨烯基单元探测器的试制，结合柔性优势制备石墨烯柔性红外探测器，以石墨烯为透明导电电极制备出可弯曲有机发光二极管，以石墨烯为透明阴极材料制备出红外探测器等。云南省在制备石墨烯薄膜方面掌握了一些技术，目前处于研究阶段。如昆明物理研究所在石墨烯的薄膜制备技术上掌握了石墨烯的薄膜生长技术等。与此同时，能源领域石墨烯电池应用点位关键技术有所突破。目前云南省在石墨烯电池的研究还比较欠缺，处在小型创新企业研发阶段，距离出成果、成产业还有较大差距。同时，利用云南省丰富的太阳能资源，开发基于石墨烯的能源材料及其在能源固体电池或电解氢电池的应用也具有一定的应用潜力。

（二）材料领域石墨烯在贵金属材料改性方面正积极探索

目前云南省在金属石墨烯功能材料方面有了一定的探索和发展，但研究力度不够，创新不足，距离产业化应用仍有差距。如云南省贵金属新材料控股集团有限公司在贵金属新型电接触材料的应用和关键技术开发方面，近两年来开展了包括石墨烯增强Ag基、Cu基复合材料的相关研究，探索了工艺路线来解决石墨烯在金属基体中的各种问题。目前可应用的产品和范围还比较有限，石墨烯配合贵金属在废气、水中的催化应用也还有待深入研究。同时，利用云南省丰富的橡胶资源，开发基于石墨烯的橡胶用品和特殊导电凝胶的应用也具有一定的应用潜力。

（三）在生物医药领域开展了与地方特色相结合的相关研究

石墨烯与云南省优越的生物制药资源相结合，在抗菌性和中药方面正在开展研究，如功能化石墨烯对多种致病菌的抗菌性产品，与中药应用结合方面开展石墨烯在云南本土珍贵中药材的应用研究。在围绕大健康的石墨烯应用方面，目前云南大学正在将生物及遗传学科的专业性与石墨烯相结合，可以开展药物靶送输运、荧光标记、骨质增生等方向的研究。

二、云南省石墨烯产业存在的主要问题

（一）关键技术研究严重不足，技术人才和平台匮乏

云南省在石墨烯产业上的研究力度和进度目前在全国还处于落后状况。材料、电子、能源、生物医药领域的基础研究虽有一定进展，但数量上远远不够。云南省石墨烯相关技术专利申请数不足全国的1%，相关的基础研究还处于全国比较落后的水平，石墨烯产业化所需的关键技术研究严重不足，不能满足从研究或待产业化走向技术成熟投入市场的实际需求，难于有效支撑产业化。

石墨烯产业缺乏相关技术创新平台和专业产业园区，骨干企业尚未育成，领军人才、专业团队不多，由于缺乏育才、引才、用才机制，加之与发达地区之间的人才交流与合作均不足，相关高层次人才的培养和引进难度较大，严重制约了云南省石墨烯产业的壮大和快速持续发展。

（二）技术研究方向较为发散，产业技术尚处于实验室阶段

尽管云南省的一些高校和科研院所从2005年就开始了石墨烯的研究，在部分点位上也取得了世界领先的科研成果，但尚未形成合力，存在“单兵作战”的缺点，并且相关企业也未进行石墨烯的相关产业应用研究，重视不够，“料材器用”的完整创新链条尚未形成。

目前，云南省的高校和科研院所的相关研究大多停留在了石墨烯产业发展的实验室阶段，并没有进行大规模的转化与生产。从云南省已有的转移技术来看，大面积、高效率、高产出均匀单层和少层石墨烯膜依旧是挑战。另一方面，石墨烯的制备一定程度对环境会产生影响，有造成生态破坏的威胁，再加上石墨烯企业在环保技术上的缺失，技术转移会带来各种污染问题的产生，这一定程度上也影响了石墨烯产业化的进程。

三、推进云南省石墨烯发展的对策建议

（一）紧跟发展趋势热点，高度重视石墨烯技术

石墨烯材料广阔的应用前景在全球科技界和工业界被认为是一种未来革命性的材料，尤其对促进云南省新材料产业向产业高端的“突破性”发展具有深远影响。对石墨烯的发展引起足够重视，一是要重视石墨烯相关技术的技术储备与人才储备;二是要重视石墨烯产业的产业储备。紧跟石墨烯发展趋势热点，在国家发展新材料产业的发展与变革上做到“不掉队”，为即将到来的新一輪产业升级和科技革命做好准备。

（二）利用特色资源优势，形成特色技术支撑体系

利用云南省水电、生物医药等特色资源优势，围绕“料、村、器、用”等环节，形成较具特色的产业发展技术支撑体系，支撑“绿色能源”、“绿色食品”、“健康生活目的地”“三张牌”打造。一是利用水电优势，发展石墨产业。在产业的上游，即石墨制备方面，具有较大的市场前景，且石墨的制备需要用到大量的电来生产制备石墨。云南省可充分利用丰富的水电资源优势来发展“水电+石墨”，形成石墨生产技术体系发展石墨产业，从而有效规避国家对于载能产业项目的政策壁垒，形成较具成本优势的石墨生产体系;二是开发应用推广抗重金属污染技术，有效支撑打造“绿色食品牌”。利用石墨烯能够吸附重金属离子等技术特性，大量推广在“三七”等种植中抗重金属污染问题，通过技术攻关突破与大面积推广应用有效解决土壤重金属污染种植的技术难题，为无公害农作物的种植提供技术保障，从而有效支撑“绿色食品牌”的打造;三是结合云南省丰富的生物药材资源优势，开发具备抗菌功能的保健产品。利用石墨烯的抗菌性等技术特性，将石墨烯技术应用到药品保健品开发中，开发具备抗菌功能的保健产品，如：“不会发炎的创可贴”生产。

（三）引进企业和机构，带动相关产业快速发展

围绕“绿色能源牌”中新能源汽车产业，通过多种形式，结合云南省现有基础，积极引进国内外石墨烯知名研发机构和企业新能源汽车动力电池生产企业在云南省落地，通过石墨烯电池的配套应用，以加快技术的转移、引进、成果转化，尽快形成完整的产业链，带动石墨烯产业化发展。与此同时，加强对外交流与合作，大力引进高层次人才团队。加强与国内外的行业交流，拓宽沟通渠道，加大云南省石墨烯技术研发亟需的高层次技术人才和团队的引进力度;同时，依托地方高校，加大对石墨烯产业科技创新人才、工程化开发人才的培养力度，满足石墨烯产业发展的人才需求。

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