看似普通,厚度為單個(gè)原子的石墨烯,讓兩位英國(guó)科學(xué)家贏得了2010年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。不到四年時(shí)間里,這個(gè)神奇材料,正在常州武進(jìn)西太湖畔演繹著令人矚目的產(chǎn)業(yè)傳奇。常州市委書(shū)記閻立介紹,打通從“發(fā)現(xiàn)”到“產(chǎn)業(yè)”的創(chuàng)新價(jià)值鏈,該市鎖定以先進(jìn)碳科技為引領(lǐng)的新材料產(chǎn)業(yè),全市擁有國(guó)家級(jí)新材料產(chǎn)業(yè)基地4家,以石墨烯為代表的先進(jìn)碳材料嶄露頭角。
從無(wú)到有,西太湖畔,一座“東方碳谷”初露崢嶸:全球第一家石墨烯研究機(jī)構(gòu)——江南石墨烯研究院;全球首款手機(jī)用石墨烯電容觸摸屏;年產(chǎn)3萬(wàn)平方米石墨烯透明導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)線(xiàn);全國(guó)首條石墨烯基超級(jí)電容器生產(chǎn)線(xiàn);國(guó)內(nèi)石墨烯行業(yè)首家新三板掛牌企業(yè)……一個(gè)個(gè)第一、唯一比肩世界一流。武進(jìn)區(qū)區(qū)委書(shū)記周斌說(shuō),材料產(chǎn)業(yè)是工業(yè)之母,武進(jìn)把先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)作為頭號(hào)工程,已初步形成了區(qū)域性的石墨烯產(chǎn)業(yè)集群,孵化引進(jìn)19家相關(guān)企業(yè),總市值達(dá)到20億元,預(yù)計(jì)2015年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售50億元,力爭(zhēng)打造全國(guó)最大的石墨烯生產(chǎn)基地和產(chǎn)業(yè)特色基地,攀登價(jià)值鏈高端,掌握行業(yè)話(huà)語(yǔ)權(quán)。
協(xié)同創(chuàng)新,協(xié)調(diào)兩只手打造四不像機(jī)制
在當(dāng)前的科技創(chuàng)新中,“孤島現(xiàn)象”尤為突出。上下游企業(yè)之間、產(chǎn)學(xué)研之間協(xié)同難度較大,導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈和資金鏈不能有效銜接。有鑒于此,常州在石墨烯這類(lèi)具有戰(zhàn)略性、前瞻性的領(lǐng)域,通過(guò)有形之手規(guī)劃布局、政策聯(lián)動(dòng)、搭建平臺(tái)等方式協(xié)同攻堅(jiān)。2011年5月,由常州市、武進(jìn)區(qū)、西太湖科技產(chǎn)業(yè)園共同出資5000萬(wàn)元成立的江南石墨烯研究院,是全國(guó)首家專(zhuān)注于石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和企業(yè)孵化的公共服務(wù)平臺(tái)。
為了刺激新興產(chǎn)業(yè)從“休眠態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;激活態(tài)”,合力形成催化劑效應(yīng),研究院采取一種“四不像”管理體制,大力吸引社會(huì)資本,組建了注冊(cè)資本8500萬(wàn)元的投資公司,其性質(zhì)介于政府、科研院所、企業(yè)、事業(yè)單位之間,集成了產(chǎn)、學(xué)、研的雜交優(yōu)勢(shì),體制模式柔性靈活、開(kāi)放多元,可以取得共生經(jīng)濟(jì)效益。從研究院組織架構(gòu)就可見(jiàn)其優(yōu)勢(shì)——有大學(xué)教授,有政府官員,有企業(yè)老總,有海歸博士,是典型的“混合所有制”,既整合行業(yè)的專(zhuān)家,由50多位海內(nèi)外專(zhuān)家組成咨詢(xún)委員會(huì),又招攬有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)愿望的人才。
德州大學(xué)博士瞿研既是研究院副院長(zhǎng),又是第六元素董事長(zhǎng)。11月12日,第六元素成功登陸新三板,成為國(guó)內(nèi)第一家真正以石墨烯產(chǎn)品為主營(yíng)業(yè)務(wù)的上市公司。“石墨烯,是六邊形的分子,可以從6個(gè)方向傳送熱量,在元素周期表排第六。這也是我們將公司取名為第六元素的原因。我們的石墨烯粉體生產(chǎn)線(xiàn)真正讓石墨烯從實(shí)驗(yàn)室的瓶瓶罐罐走上了工業(yè)化流水線(xiàn),實(shí)現(xiàn)了從克到公斤級(jí)的飛躍。”原先一克石墨烯價(jià)格比鉆石還貴,現(xiàn)在每噸在100萬(wàn)~300萬(wàn)元不等,形成了六大系列、13個(gè)產(chǎn)品,沙特基礎(chǔ)工業(yè)等世界巨頭紛紛找上門(mén)來(lái)成為客戶(hù)。
產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢(shì)疊加,創(chuàng)新成果層出不窮。目前,研究院已建成綜合性研發(fā)基地面積1.4萬(wàn)平方米、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室11個(gè),省級(jí)先進(jìn)碳材料測(cè)試中心1個(gè),引進(jìn)國(guó)內(nèi)外領(lǐng)軍型石墨烯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)12個(gè),石墨烯專(zhuān)利申請(qǐng)總量達(dá)123件,其中發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)84件,占總申請(qǐng)量的68%,已授權(quán)專(zhuān)利21件,積極搶占石墨烯領(lǐng)域技術(shù)制高點(diǎn)和行業(yè)“話(huà)語(yǔ)權(quán)”。
產(chǎn)業(yè)先導(dǎo),從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線(xiàn)
美國(guó)航天局曾經(jīng)懸賞400萬(wàn)美元,尋找一種足夠堅(jiān)韌的材料,制成長(zhǎng)達(dá)3.7萬(wàn)公里的纜線(xiàn),搭建一座可以直通宇宙的“太空電梯”??茖W(xué)家稱(chēng),石墨烯將帶來(lái)新材料領(lǐng)域的革命性變革,將讓人類(lèi)“一步登天”的夢(mèng)想變成可能。強(qiáng)度是鋼鐵的200倍,卻如此輕薄,1盎司的石墨烯可以覆蓋28個(gè)足球場(chǎng);一立方英寸的石墨烯氣凝膠放在一片草葉上,草葉不會(huì)變形……說(shuō)起石墨烯的特性,武進(jìn)區(qū)委書(shū)記周斌如數(shù)家珍。他介紹說(shuō),石墨烯具有超薄、超輕、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性、優(yōu)異的室溫導(dǎo)熱和透光性,幾乎完全透明,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。圍繞這些特性,武進(jìn)以產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)品化為先導(dǎo),讓石墨烯的特質(zhì)充分展現(xiàn)。好比鋼筋混凝土,我們把鋼筋先做出來(lái),再來(lái)添加混凝土。
全球首款石墨烯手機(jī)電容觸摸屏;全球首款石墨烯重防腐涂料;全球首款石墨烯蛋白質(zhì)分離試劑;全球最早制備平米級(jí)石墨烯透明導(dǎo)電薄膜……武進(jìn)區(qū)副區(qū)長(zhǎng)王明昌介紹說(shuō),一個(gè)個(gè)顛覆性的新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),創(chuàng)造了7項(xiàng)世界第一。全球首款手機(jī)用石墨烯電容觸摸屏研制成功,轟動(dòng)了全世界。二維碳素科技有限公司是國(guó)內(nèi)乃至全球首家擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、率先實(shí)現(xiàn)石墨烯手機(jī)觸摸屏的企業(yè)。走進(jìn)石墨烯生長(zhǎng)機(jī)理研究實(shí)驗(yàn)室,只見(jiàn)一層透明的薄膜上,有淡淡的墨跡,如果不仔細(xì)看,還真看不出來(lái)。用這種薄膜制成的觸屏手機(jī),屏幕更清澈、透明,還能自由彎曲,照片中的一汪清泉仿佛就在眼前,伸手可掬。副總裁彭鵬說(shuō),“石墨烯的厚度是0.35納米,可以替代蓋板玻璃和傳感器,使未來(lái)的手機(jī)更薄,視覺(jué)效果更好。”
從租賃實(shí)驗(yàn)室從零開(kāi)始,不到三年成為市場(chǎng)占有率80%的領(lǐng)軍企業(yè),碳元科技發(fā)展有限公司更是成就了爆發(fā)式發(fā)展的新經(jīng)濟(jì)傳奇。走進(jìn)新落成的現(xiàn)代化廠房,10條人工合成石墨烯導(dǎo)熱膜生產(chǎn)線(xiàn)正在滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn),“目前,碳元每年能夠生產(chǎn)出240萬(wàn)平方米的石墨膜,應(yīng)用到至少5億部手機(jī)之上。”董事長(zhǎng)徐世中說(shuō)起一個(gè)以產(chǎn)品化思維打開(kāi)市場(chǎng)的故事。新型石墨烯導(dǎo)熱膜研發(fā)出來(lái)后,他在小米科技董事長(zhǎng)雷軍的微博上留言,獲得了與雷軍的10分鐘見(jiàn)面機(jī)會(huì)。“當(dāng)時(shí),我用打火機(jī)點(diǎn)著了,再摸燃燒的地方,溫度卻不高。雷軍當(dāng)場(chǎng)就定下使用這種散熱膜,7天之后公司拿到了訂單。”公司順勢(shì)切入國(guó)內(nèi)外市場(chǎng),2014年預(yù)計(jì)產(chǎn)銷(xiāo)超過(guò)8億元。
中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)李義春點(diǎn)評(píng)說(shuō),與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,常州武進(jìn)的石墨烯產(chǎn)業(yè)化站在了同一條起跑線(xiàn)上,甚至在某些領(lǐng)域的實(shí)際范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。發(fā)改委、財(cái)政部、工信部已聯(lián)合發(fā)文《關(guān)鍵材料升級(jí)換代工程實(shí)施方案》:到2016年,全面推動(dòng)石墨烯實(shí)現(xiàn)批量穩(wěn)定生產(chǎn)和規(guī)模應(yīng)用,這預(yù)示著石墨烯產(chǎn)業(yè)迎來(lái)巨大產(chǎn)業(yè)空間。
板塊起舞,東方碳谷積聚創(chuàng)新能量
石墨烯的神奇特性在于它類(lèi)似于一種添加劑,與上下游產(chǎn)業(yè)碰撞后將產(chǎn)生奇妙的聚合、聚變效應(yīng)。上市公司中超電纜與江南石墨烯研究院合作,共同成立常州中超石墨烯電力有限公司,重點(diǎn)經(jīng)營(yíng)石墨烯電纜及電力行業(yè)用石墨烯材料、石墨烯復(fù)合材料的研發(fā)制造。記者了解到,把石墨烯添加到電纜中,將極大改善半導(dǎo)體材料的性能。江蘇海力風(fēng)電則和第六元素合作開(kāi)發(fā)防腐涂料。一份石墨烯可以替代50份氧化鋅,每噸防腐涂料就可以降低成本1000~2000元。總經(jīng)理沙德權(quán)表示,這項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外將石墨烯運(yùn)用在風(fēng)電防護(hù)涂料的技術(shù)空白,實(shí)現(xiàn)綠色能源高效產(chǎn)出。
西太湖科技產(chǎn)業(yè)園黨工委書(shū)記石旭涌介紹說(shuō),斥資20億元打造的石墨烯科技產(chǎn)業(yè)園,上下游企業(yè)形成了“門(mén)對(duì)門(mén)”的葡萄串效應(yīng)。以江南石墨烯研究院為核心,涵蓋技術(shù)研發(fā)、企業(yè)孵化加速、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范、綜合配套服務(wù)等,載體面積近50萬(wàn)平方米,建成后將成為江蘇乃至全國(guó)最大的石墨烯產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)用示范園區(qū)。目前,圍繞石墨烯產(chǎn)業(yè)已基本形成了“政府引導(dǎo)、企業(yè)主體、風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償”的投融資服務(wù)體系,總規(guī)模超過(guò)20億元。同時(shí)出臺(tái)了一系列支持石墨烯及先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配套文件,設(shè)立每年6000萬(wàn),三年不低于2億元的“碳材料專(zhuān)項(xiàng)資金”。碳元科技、二維碳素等一批后備軍也正積極爭(zhēng)取登陸海內(nèi)外資本市場(chǎng),有望在資本市場(chǎng)形成石墨烯上市板塊。(蔡煒 唐澄 顧芳 周棟 曉斌 順明)