“新材料之王”石墨烯，从首次成功分离，到被业界疯狂追捧，只有短短十几年的时间。 石墨烯是目前已发现的最轻、最薄、强度最大、导电性和导热性最好的物质，厚度仅相当于人类头发丝的十万分之一，强度却可以达到钢铁的200倍。它的出现刷新了人类对于物质世界和微观世界的认识。
石墨烯的种种特质使它成为制造超级芯片、太阳能电池板、移动设备、航空航天设备、汽车蓄电池的原材料，并大大提高其性能。因此有人预言，石墨烯将替代石油，替代硅，以及目前普遍应用的很多材料。
本期《对话》就要对这个让全世界都为之疯狂的“黑金”——石墨烯一探究竟。
认识石墨烯——关于石墨烯的十万个为什么
石墨烯是怎么被发现的？
2004年，英国曼彻斯特大学两位科学家首次在实验室，通过胶带从石墨上分离出一层晶体物质，它就是今天被称为神奇材料的石墨烯。发现石墨烯的两位科学家，因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯真的很强大吗？
是的。它几近透明，却异常柔韧，是目前人类发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的材料。特斯拉创始人马斯克预测，用石墨烯制作的电池，将使电动汽车续航里程达到800公里—1000公里，完全可以替代传统汽车。更有人预言未来，用石墨烯做的手机，五秒钟就可以充满电，并可以连续使用半个月，这些疯狂的预言和畅想也让人们对于石墨烯充满了无尽期待。
石墨烯到底值多少钱？
中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员 刘忠范：我觉得石墨烯不是黑金，石墨烯是黑钻。
深圳石墨烯协会会长 冯冠平：但是从产业化的角度来说，这个价格太贵，我们中国要把石墨烯的产业搞上去，一定要把黄金的价格变成白菜的价格。石墨烯可以造汽车？
常州第六元素材料科技有限公司总经理 瞿研：石墨烯是一种二维材料，确实拥有很多优异的性能，但遗憾的是我们生活在一个三维的世界里，所以我们必须把这个二维材料怎么组装成一个三维材料，才能用起来，目前纯用石墨烯做汽车，恐怕还非常困难。
石墨烯会像煤炭石油一样污染环境吗？
深圳石墨烯协会会长 冯冠平：石墨烯本身并不会带来污染，但不同的制备方法是会产生污染的。
应用了石墨烯的真实产品
石墨烯加热服，美丽不“冻人” 有了石墨烯的取暖服，大家在冬季的时候，不用为笨重的衣服而烦恼了。衣服的背部和里边加上石墨烯的发热膜，可以温暖12小时。
石墨烯加热画，瞬间取暖 一幅油画，加了石墨烯发热膜就变成一个取暖器，几秒钟之内表面温度，就能达到69度。
石墨烯手套空手夺白刃：石墨烯的强度大，又轻薄柔韧，做成手套后，武侠小说里的空手夺白刃成为现实，让警察叔叔面对歹徒有如神助。
石墨烯防弹衣：步枪的克星 石墨烯作为微量添加剂加防弹衣里，可以显著地提高强度，原来是防手枪，现在可以防步枪了。
石墨烯充电宝：手机充电快如闪电？ 石墨烯锂离子基电池的充电宝，在十几分钟内，就可以完成充电。
刘忠范：石墨烯要做杀手锏而不是万金油
中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员刘忠范：这几个产品本身，的的确确能够反映石墨烯的特性，但是请大家一定要明白，如果说石墨烯仅仅是现在这样的用途，它不值得全世界去关注，所谓的战略新型材料，它肯定不是仅仅如此。石墨烯现在搞成有点像万金油，但是大家探索的是它是杀手锏，离开它不行，石墨烯能不能变成一个未来的控制性的产业，就像集成电路产业，我们需要找到一个东西，非它不可的东西，在这一点上，还需要大家真正去研究、研发。
石墨烯能替代硅吗？石墨烯能替代石油吗？石墨烯能制造处超级电池吗？
2014年6月华为创始人任正非在一次媒体采访时说：“未来10～20年内会爆发一场技术革命颠覆时代，石墨烯时代将取代硅时代。” 一向低调的任正非突然高调为石墨烯“代言”，说明华为早已准备押宝在这场新材料的竞赛中。
果然，2015在习主席访英期间，华为与英国曼彻斯特大学共同宣布将在石墨烯领域展开研究。曼彻斯特大学就是发现石墨烯的两位英国科学家工作的地方。
由于石墨烯的研制成本非常高，被业内人士称为“黑金”，所以石墨烯的玩家基本上还是一些科技巨头，包括英特尔、三星、IBM等。现在华为也终于加入到这一阵营。
石墨烯对芯片性能的提升非常明显，因为石墨烯良好的导热性，其芯片主频理论可以达到300GHz，远远高于硅芯片，而且在功耗方面也比硅芯片要好。如果华为在石墨烯的研发上有所斩获，那么其手机处理器的竞争力将大幅提升。
1、石墨烯时代将在多远的将来取代硅时代？华为能够在这个划时代的变革中走到哪里？真的能够成为石墨烯时代的引领者吗？
宁波江丰电子材料股份有限公司董事长 姚力军：人类的生产资料在不断变化，第一次生产资料主要是煤炭，第二次工业革命是钢铁，到了新型革命，生产资料就变成了芯片，硅是做芯片的最主要的基础材料。你的二代身份证，你的手机，你的汽车，你的钥匙里边都会有很多很多的芯片，而硅就是芯片的载体材料。
现在任正非先生困惑的是什么呢？芯片现在接近瓶颈期了。芯片有一个摩尔定律，大概每两三年，芯片的限宽，集成度会翻一番，人类经过了几十年的进步，限宽走到一个极限了。现在这个时代，谁掌握了尖端科技，站在科技的高峰上，实际上那个人一定是握着硅的，一定是握着芯片的。在某种意义上来说，芯片是需要一次跨越性的大变革，而石墨烯是其中的一个选择，路还很遥远，是一个非常大的战略性的高端产业。
常州第六元素材料科技有限公司董事长 瞿研：华为是令人尊敬的一个伟大的公司，我们国内现在面临着一个很大的问题，公司普遍规模偏小，我们拿得出手的材料方面的企业是零。德国博世一年的研发经费是46亿欧元，中国有多少企业，一年能够投入46亿欧元。当然华为是其中之一，华为已经进入了半导体领域，目前来看石墨烯是最有可能作为半导体材料的。当然这个需要大量的投入。
中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长 李义春：任正非是一个成功的企业家，他把华为打造成国际知名企业，他这句话确实具有战略性的。后来华为找到了我们，希望加入到我们的联盟里面，并且还希望在联盟里头起重要作用，但是现在两年过来了，我其实内心有些失望，现在华为希望的，就是有什么好的技术能用在我们这儿，我觉得这个是企业需求，但是我们对于华为的需求不是这样的，我们是希望石墨烯有可能引发一些颠覆性技术的革命，华为作为中国这么有影响的，也算是一个科技创新的标杆性企业，应该整合一些国内外的团队，搞一个黑科技出来，中国就没有这样的一个企业来完成这种价值。我觉得任正非先生说的，他是作为一个战略家说的这个话，但是在华为的执行层来说是很实际的，又落到了传统中国企业怎么能降低我们的成本，怎么能增加我们产品的竞争力，而不是体现科技给人类带来改善的这种真正的创新。
中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员 刘忠范：人类文明发展至今，很多时代都是用材料作为标签的，比如：石器时代、青铜时代、铁器时代等，现在这个时代可以用硅时代来描述，因为硅材料是信息化的基础，未来有没有可能是石墨烯时代？这种可能性是有的，但肯定还非常遥远。但是最重要的是，我们要有一些颠覆性的想法，像华为等等这些具有一定实力的企业，应该要有一个团队，做一些前沿研究，做一些颠覆性的东西。
2、石墨烯能够制造出超级电池吗？
特斯拉CEO马斯克曾经表示：有了石墨烯，传统的能源汽车可以被取代了，未来装了石墨烯电池的汽车，续航能力可以达到1000公里，那么，石墨烯能够制造出超级电池吗？
智冲科技有限公司CEO 丁锐：石墨烯现在非常火，但是我认为石墨烯电池要想取代传统新能源汽车用的比如锂电池，短时间能无法实现。石墨烯在快充、超级电容器等领域的性能是非常好的，是非常好的应用场景。
常州第六元素材料科技有限公司董事长瞿研：对于特斯拉CEO马斯克提出的新能源汽车续航能力达到1000公里，这个设想是非常好的，但是要注意他们做的是一个系统工程。要想达到续航1000电的目标，不光是用石墨烯做电池的问题，也不是说在锂电池负极或正极用到石墨烯做导电剂，也不是说做一个锂电池的问题，车身重量减小了，续航里程同样可以增加，所以，马斯克说的是特斯拉非常擅长的做的系统工程，从方方面面去优化，最后做出一个完美的成果。
3、石墨烯能够代替石油吗？
中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员刘忠范：其实在这个问题上，大家大可不必杞人忧天。石墨烯和石油在功能上有根本的差别，他们干的活不一样，石墨烯最重要的是要找到自己的应用之路，这是最重要的。
4、充电五秒钟，使用半个月，这样的石墨烯手机能实现吗？
中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员刘忠范：不管是手机使用一个月，还是汽车跑1000公里，都需要一定的能量。大家都去加油站加过油，要想加油加的快，有个途径，就是增大油箱的入口，手机充电也是同理，要想实现快充，就得增加充电的电流，在电压一定的情况下，大家想想这是这么概念，所以，有时候大家把很多概念、说法混淆一起，其实很多都是违反基本科学原理的。
世界多国巨资投入，石墨烯淘金潮到来！你准备好了吗？
石墨烯作为21世纪的新材料之王，它的出现引发了全世界的关注，近几年全球各国都在积极布局这一有望改变未来的领域，美国作为科技强国，自然不会错过这一难得的机遇，包括IBM、英特尔、波音等国际大公司等开始投入大量的科研力量进行石墨烯的研发，欧盟更是将石墨烯列为未来新兴技术旗舰项目之一，计划十年内提供10亿欧元资助，将石墨烯研究提升至战略高度。
在亚洲，石墨烯的发展也极其活跃，韩国预计2010年—2018年间，向石墨烯领域提供总额为2.5亿美元资助，三星则在手机及芯片的石墨烯应用上，投入巨大的研发力量。
日本众多企业如日立、索尼、东芝等也投入了大量资金和人力，从事石墨烯的基础研究以及应用开发。中国是目前石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一，数据显示在所有国家中，中国无论专业论文数量还是石墨烯专利数量都是全球最多。全球第一条和第二条真正实现规模化的石墨烯生产线也诞生在中国。而国家主席习近平在最近两年也先后三次考察和调研石墨烯，并对石墨烯产业寄予厚望。石墨烯这座全世界眼中的巨型金矿，已经被追捧得炙手可热。如何走进这座金矿？如何挖掘这座金矿？
华人不乏掘金达人
深圳石墨烯协会会长 冯冠平：我认为在中国在淘金的时机方面，掌握的是不错的，从全世界的范围里面，从事石墨烯的研究，华人大有人才。这几年，我从海外引进了很多达人，大部分都是具备这个条件。而且还有一个好处，这些达人回来，他知道金子怎么挖。我们国内的很多教授，因为他的导师没有挖过金子，所以学生也不会。
中国做石墨烯缺乏工匠精神
中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员 刘忠范：我觉得我们国家缺少一种工匠精神，做到极致。早年的碳纤维只能做自行车、钓鱼竿，但是现在的碳纤维却可以做航天飞机，回过头来我们说石墨烯，我们现在能做到的石墨烯，并不是未来的石墨烯，未来的石墨烯它能开辟的领域，要远远超出现在的想象。
问题是谁来做未来的石墨烯？如果我们有那么一支，有几支队伍，将来垄断了，就像碳纤维被人家垄断一样，垄断了这个原材料市场，你可以想象这是一个多大的产业。同样的道理，把石墨烯用到手机，或者用到集成电路上面去，真正从政府层面，从大企业，有实力的企业，真正去投入，有一个颠覆性的革命性的突破，那真是有可能形成一个非常大的产业。但是，我还没有看出来我们现在按照这种思路在做。我有信心，也不无担心。
中国石墨烯的高端应用已经落后
中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春：我们每年都带团出去，到国外考察，了解他们的研究进展。今年是3月底，我们很震惊，感到真正石墨烯的高端应用上，我们已经落后了，虽然我们在低端的产业上推进得很快。所以在这一块，瞄准未来颠覆性技术上，国家应该承担更大的责任，这是一个引领。
石墨烯到底是烟花还是枪炮？
火药的发明让中国绽放出了漂亮的烟花，但是火药传到西方之后，被打造成各式各样洋枪、洋炮，成为他们征战世界的不二利器。当今天面对石墨烯的这一刻，对中国而言，它会成为我们的烟花，还是会成为我们的枪炮？
深圳石墨烯协会会长 冯冠平：到底是烟花还是枪炮，离不开当时的历史条件，因为我们的火药是从炼丹术开始发明的，所以中国人发明了火药以后，可能并没想到拿这个火药造成枪炮占领其他国家，西方有这个需求，需要发明枪炮。不要想当然地，我发现了这个石墨烯，一定产业化就在我这里，就像我们的火药一样，这个离不开当时的历史条件，离不开当时的工业基础。
发展石墨烯就是打一场“淮海战役”！各方需角色清晰有担当
石墨烯到底适合什么样的应用场景？
低端市场or高端市场？
民用领域or工业领域？
小公司主导or 大公司主导？
华为公司创始人任正非在谈到未来石墨烯产业前景是曾说过：“不可能完全凭空出来一个小公司，然后就领导了时代脉搏，而且石墨烯这个新技术在世界上的发展也不是小公司能做到的。” 说得直白一点，就是如果想要在石墨烯时代来临之时，战略占据材料科技的高峰，只有实力雄厚的大公司才能做到，而小公司只能扮演潮流中的跟随者角色。
大公司和小公司在石墨烯产业发展中到底应该扮演怎样的角色？
中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长 李义春：石墨烯可以帮助推动传统产的升级转型，做好了，成本降低或者性能提高，在市场上有竞争力，但是这一块相当于是低端市场。再一块是培育新型的战略制高点，但是在这一块上，目前没有企业有这么大的实力来做，而有实力的，光说说而已，并没有这种责任感来开发这种高端材料。
那么，当大公司缺位的时候，小公司会成为这个潮流当中的引领者吗？石墨烯会成为小公司扩张实力的大好机会吗？小公司是引领者还是参与者？
中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长 李义春：小公司不算引领者，是很好的参与者，能利用石墨烯的特性，开发一些小产品，在应用上。
深圳石墨烯协会会长 冯冠平：在这个问题上我可以明确地讲，小公司是引领者。
中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长 李义春：目前是，但是我们不希望以后是。
深圳石墨烯协会会长 冯冠平：以后是，这个我他有很大的不同意见，因为他是在北京，我是在深圳。两个地区不一样。包括低端市场跟高端市场的提法也是不一样的，我的看法，一个是颠覆性的，一个是改进型的，但是颠覆性跟改进性的不是绝对的，改进到一定程度，可能是颠覆。
发展石墨烯就是打一场淮海战役
中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员 刘忠范：石墨烯产业，我们可以把它类比成一个淮海战役，一个战役当中有很多角色。你说小公司重要，还是大公司重要，是地方政府重要，还是中央政府重要，我认为都重要。但是各自的角色是不一样的。我们缺少角色的清晰化，缺少各自的担当，常常是大家混到一起去。
凯旋创投合伙人 陶冶：我们是做投资企业的，所以我给企业家的一个忠告就是说，千万不要忽悠市场，把这个市场做坏了，不要最后把自己都忽悠了，我什么都能干，一定要一步一步地非常现实地，让自己活下去，找到刚需，把这个市场从小做到大。这是一个团队，有人干活干得好，工匠，我们用好他，有些人干导航、定位干得才有机会在真正的技术革新上，占一席之地。在应用场景上，一定是小公司来主导的，但是在技术革新上一定要大公司，需要科研机构来主导。
石墨烯的未来到底在哪里？
中国科学院院士中国石墨产业发展联盟专家委员会成员 刘忠范：很多人问我，石墨烯到底有没有未来，我给石墨烯设定了三种可能的前途，
第一个前途我们可以类比碳纤维，我们老百姓可以不需要碳纤维，但是在特定的领域，碳纤维是必不可少，所谓的杀手锏。石墨烯什么时候能达到这个水平呢？我觉得是非常可能的，一种材料，找到他的一些优点和用途是很容易的，但是要找到能改变人类社会进程发的用途是没那么容易的，所以石墨烯是有可能找到他的这种用途，成为杀手锏。
第二个用途我们更进一步，比如塑料，你现在的生活能离开塑料吗？塑料在我们的生活中无处不在，我们很难想象如果没有塑料，我们该怎么办。石墨烯有没有这种可能性，有。往哪放，它似乎都好使，石墨烯具备这种潜质。所以我觉得石墨烯更高层次的应用，有可能像塑料一样，走进我们的生活，无处不在，这种可能性不是没有。
但是，还有一个更高层数的应用，成为一个时代的标签，也就是成就一个石墨烯时代。我们现在一般不会讲塑料时代，塑料只是给人们生活提供了方便，但是并没有改变人类的行为，为什么可以成为硅时代，硅改变了。石墨烯有没有可能改变人类社会呢？我觉得也不是没有这种可能性。我可以这么讲，不论哪个可能性实现了，其实都重要。
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