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如何稳住“中国石墨之乡”的地位?青岛石墨产业找到更多“想象空间”
2020年11月26日 11:19:05 作者:國際日報 來源: 字號 打印 關閉

天然储量丰富、产品应用广泛,青岛的石墨产业一直站在全国发展的“C位”,是中国石墨工业的发源地、技术输出地和标准制定地,素有“中国石墨之乡”的美誉。

然而,再丰富的矿藏也有取尽用竭的时候。新的发展时期,青岛该如何稳住“中国石墨之乡”的地位?石墨烯将带来哪些机遇?石墨产业的发展该如何转型升级?

青岛石墨新材料产业发展咨询对接会。(资料图)

青岛的这些问题,通过“科创中国”递到了顶级智库专家的面前。作为首批“科创中国”试点城市,青岛以中国科协“科创中国”新材料科技专家服务团对接会为契机,引来了新材料领域的多位专家。他们通过主题报告、论坛交流、走访企业、展开合作等方式,深入本地企业,通过智力“加成”,为“石墨之乡”的发展精准把脉。

用十几年时间,青岛高品质石墨企业达到100多家

青岛是全国天然石墨三大主产地之一,且出产以工业价值最大的鳞片石墨为主,储量约占全国的22%,年产量约占全国的1/3。这样得天独厚的优势条件下,青岛有一百多家石墨企业,青岛的石墨产品也一直是高品质的代表。

即使有这样丰富的储量,青岛的石墨产业高速发展也不过是近十几年的事情。2005年,全市石墨加工企业不到20家,年产值不足1亿元。当年,原山东南墅石墨矿破产,大量的技术人员纷纷创业,较好地传承了省矿的技术和工艺,壮大了青岛石墨产业的“创业之队”。到2018年,全市石墨加工企业已有128家,10余年年间增加了100多家,年产值也达到了50余亿元。而现在,全市的石墨企业再增量,集中在莱西市和平度市,仅莱西市就有118家石墨相关企业。

有数量,更有质量。在国际上,青岛的石墨产品已经成为最高品质的代表。对接会上,莱西市南墅镇副镇长高绪正向国内材料领域的专家这样介绍:作为青岛的“石墨重镇”,南墅石墨制品已经远销至美国、日本等56个国家和地区,在国际市场上,标注有“NANSHU”字样的石墨产品价格就要比同类产品高20%左右。青岛石墨产品的市场价格,更是全国乃至国际市场的风向标,在国内外具有很大的引领作用。

这就是青岛石墨制品高品质的象征,是花钱买不来的“流量”,是青岛自然形成的品牌优势。那么,国际领先的青岛石墨产品都有哪些?在不知不觉中,它们早已“潜入”了我们生活的方方面面。

泰星科技的创始人刘希山已经在石墨产业领域耕耘了40年,他说。泰星科技主要生产石墨散热产品和石墨加热产品。其中,散热膜是泰星科技的“老产品”。刘希山说,从智能手机诞生以来,公司就致力于给手机、平板以及电视等电子产品做天然石墨散热膜,今年更是和苹果公司达成合作,最新发布的iPhone12等产品上用的都是泰星科技生产的散热膜。

刘希山给记者进行科普,石墨在生活中远不止用作电池负极材料这么简单。“石墨耐高温,可以制成炼钢用的耐火材料;石墨导热性能好,用来供暖可以实现大幅节能;石墨加热后有较好的远红外发射率,可以用于医疗行业保健理疗;石墨耐酸碱腐蚀,可以用作密封材料……”他说,青岛的企业基本实现了石墨产业链的全覆盖。

产品在升级,青岛石墨的发展方式也在转型。今年6月,莱西市建成了石墨专业污水处理厂,实现了零排放、闭路循环的污水处理方式。正因如此,原本粗放型发展、主要集中于前段开采的本地企业也陆续搬迁至其他省份,留下来的青岛的石墨企业都在向着越来越环保、清洁的产业方向发展。

而且,随着石墨产品的种类和应用日臻广泛,其“近亲”,被誉为“材料之王”的石墨烯也越来越多地走进了人们的视线。连诺奖得主安德烈·盖姆院士都备受吸引,选择在这个领域来青做“创客”。

“青岛是中国石墨烯产业的摇篮”

产业链全线升级的新阶段,青岛的石墨产业发展如何更上层楼?对接会上,国家特聘专家、电子科技大学基础与前沿研究院院长王志明给出的答案是,扩大产业的“想象空间”。

“石墨本身属于传统产业,‘想象空间’有限。”王志明说,“青岛的石墨产业应该引行业之先,让更多人看到石墨烯等新物质应用的可能性。”

对此,王志明首先建议企业要适当考虑登陆资本市场借力发展。在对接会前,他走访了3家本地石墨企业,对青岛洛唯新材料有限公司印象深刻。“这家企业的年产值有望达到20亿元,这个体量的企业可以考虑上市,以提升附加值、突出品牌优势,获取更多发展空间。”王志明说,“企业就是要勇于做高端的、能够引领未来的概念,并与现在的产业相结合。”

作为“高阶版”的石墨,石墨烯本身就具有无穷的想象空间和应用场景。王志明认为,青岛的石墨企业应该通过加大研发投入、与国内顶尖科技人才合作等方式,在石墨烯领域找准位置,充分发挥行业想象力,让石墨烯的产业化更近一步。“电子产业、医疗器械、服装、玻璃、智能家居……石墨烯的应用可以无所不在。”他说。

事实上,青岛早已动起来了。近年来,青岛着力打造以莱西市为核心、辐射全省的石墨烯特色产业集群,形成了重点以石墨烯的生产和应用研发为主的核心区碳材料发展格局,打造了以莱西为核心区的全省石墨烯特色产业集群;规划建设了远期目标1万亩、近期目标5000亩的石墨新材料集聚区,目前已建成1500亩,已入驻德通纳米、青北碳素、洛唯新材料等石墨新材料企业18家。

借力顶级智库也是一条“捷径”。要把国家级高层次专家长期留下来专职搞研发,非常有难度,因此青岛的主要引才方式是柔性合作:搭建一个平台,一方面把企业的技术需求收集上来,另一方面把专家资源聚集过来,通过平台化对接,让专家们给青岛企业的创新提供技术支撑。

高端人才带来高端项目,引领产业创新发展。值得期待的是,在这样的模式下,青岛石墨企业在做石墨烯量化制备的同时,还在石墨烯应用产业化方面开展了一些研发,在导电、导热、高强度复合材料、防护涂料等方向已经有十余个产品诞生。

118家石墨企业集聚发展,这样的产业集群规模在全国是最大的。发挥产业集聚优势,开展产业链招商也是青岛可以着眼的好路子。

目前,莱西市已经与材料领域龙头企业贝瑞特达成合作,建设国内最大的纯化石墨项目,建成后对石墨新材料的转型升级会起到良好的示范引领作用;1500万吨看似没什么用的石墨尾矿也被山东领军科技“接手”,经创新改造生产出了绿色环保的墙砖。产业链招商,不仅是青岛石墨产业链的延伸,也是产业生态的再完善。

中国石墨烯产业技术创新联盟秘书长李义春在对接会上说,“青岛可以说是中国石墨烯产业的摇篮。作为拥有雄厚基础的制造业城市,发展石墨烯产业在青岛更有意义,将成为推动城市转型升级、培育高新技术企业新的创新点。”

“情投意合”的合作已经开始

对接会上,王志明开门见山道:“我今天是带着合作的意愿来的。”以他为牵头人,一个投资200亿元的材料研发实验室近期已经建成,用王志明的话说,这个实验室就是要为全国材料领域前瞻性的企业做好服务。

通过走访,王志明已经与几家青岛企业“情投意合”,下一步将围绕产学研合作展开对接。“我们的实验室有研发团队,也有实验条件,可以给企业提供智力支持。”王志明说。

国家纳米科学中心研究员智林杰现场也就企业的发展提出了建议:企业在宣传过程中,如果能把石墨烯在产品中的原理、作用、功能说得更清晰一些,产品的销售效果会更好。

这样的建议自然引起了更多企业的关注。青岛德通纳米技术有限公司的负责人听完专家报告后激动地表示,公司本就与中国石油大学(华东)等高校有深度合作,建立了教学科研实践综合基地,期待与对接会专家之间建立更加密切的后期联系,在石墨烯产业化领域加强合作;刘希山则抓紧与王志明互留了联系方式,他说,泰星科技在石墨材料的有序排列领域钻研多年,始终不得要义,能得到材料领域专家的指导,必然为企业突破科研瓶颈带来助力。

今年8月,中国科协第二十二届年会在青岛召开,给青岛带来了一场科技盛宴,青岛成为“科创中国”试点示范城市之一,全国学会为青岛汇聚了科技专家人才资源,推动科技创新供给与对接,创造了难得机遇。需求

现在,“年会效应”和“科创中国”试点城市的作用正在凸显,以“科创中国”为平台,青岛的石墨新材料产业搭上了中国材料研究学会等国家级学会的“快车”,借来了材料领域顶级专家的智慧,将迎来高速、高质、高科技发展的明天。

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石墨是“一本书”,石墨烯是“一张纸”

最近这几年,被誉为“材料之王”的石墨烯成为了科技圈的“新宠”。仅一字之差,石墨烯和石墨有什么区别?又有哪些优异的性能?它将如何改变我们的生活?

石墨烯与石墨的主要构成都是碳原子。不同的是,石墨烯材料只有一层碳原子结构,是二维状态,比以三维状态存在的石墨薄得多。把石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约可以包含300万层石墨烯。更通俗一点说,如果把石墨比喻成“一本书”,那石墨烯就是“一张纸”。

如果把石墨烯摆在大家面前,它应该像“皇帝的新装”,真实存在但是绝对透明,肉眼不可见。别看石墨烯这么薄,它的科研和应用前景不可小觑。

石墨烯是目前为止发现的最薄、最坚硬的材料,它的厚度相当于头发丝的二十万分之一,但硬度却是同规格钢的200倍;它具有优异的光学、电学、力学特性,可以被拉伸、具有非常高的韧性、热传导性和电传导性。因此,石墨烯在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,在海水淡化、防弹衣制作、柔性显示等领域都能找到“用武之地”,被认为是一种未来革命性的材料。

以去年华为在手机中应用石墨烯散热膜为标志,石墨烯产业在中国正迈向高质量发展阶段。中国石墨烯专利申请量全球占比已经从2016年的46%上升到2019年的69.4%。截至去年年底,中国石墨烯专利申请量累计达到5.5万余件,其中企业专利申请量占比为50.56%。

(青岛日报/观海新闻记者 耿婷婷)

 

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