本文围绕国家石墨烯创新中心展开,介绍了该中心主任刘兆平接受上海证券报记者专访的内容。涵盖了石墨烯在新材料中的地位及应用前景、中心自获批组建以来取得的阶段性成果和未来布局规划,还阐述了宁波发展石墨烯产业的优势以及进一步发展的建议。
3月28日,在访甬企业家考察团走进国家石墨烯创新中心进行考察的间隙,国家石墨烯创新中心主任、中国科学院宁波材料所研究员刘兆平,欣然接受了上海证券报记者的专访。
石墨烯,这种兼具超强导电性、超高强度和原子级厚度的神奇材料,被誉为“新材料之王”。国家石墨烯创新中心位于浙江宁波,是我国在石墨烯领域重点布局的国家级创新平台。自2022年获批组建以来,该中心在石墨烯产业关键共性技术攻关与产业化应用方面,取得了一系列令人瞩目的突破。
3月28日的这次专访中,刘兆平表示,石墨烯有着巨大的潜力,或将成为开发量子芯片的关键材料,有望推动生产力实现质的飞跃。2025年,中心将持续发力,强化关键共性技术攻关,积极推进石墨烯未来产业先导区建设,加速推动这一“新材料之王”在未来产业上的创新应用。
有望成为重要的新质生产力引擎
上海证券报记者向刘兆平提问:“您如何看待石墨烯在新材料中的地位?未来还有哪些应用前景?”
刘兆平解释道,石墨烯的核心价值主要体现在两个重要方面。其一,材料自身特性十分突出,比如在高温等极端环境下,它依然能够保持稳定,这对于研发高频芯片来说是至关重要的特性。其二,它开创了二维材料研究方向,带动了二硫化钼、二硫化钨等同类材料的发展,并且还能与原子级超薄金属等材料相结合,创造出比单一材料性能更强、用途更广的复合新材料。
展望未来,石墨烯在电子信息领域,尤其是量子芯片与光通信领域,有着广阔的应用前景。如果能够用石墨烯完全替代传统硅材料来制造芯片,那么将极大地推动人工智能、云计算等产业实现跨越式发展。
以芯片为例,当前现有的电子计算能力与量子计算之间存在着较大的性能鸿沟。而且,量子芯片目前需要在极端条件,如超低温下运行,无法满足日常应用的需求。而石墨烯的原子级稳定结构,为量子芯片的设计提供了全新的思路,有可能突破硅基芯片的物理极限。
在电机应用领域,石墨烯同样展现出了巨大的潜力。以“超级铜”技术为例,当石墨烯与铜基体复合后,其导电性可以超越银,同时还兼具铜的成本与资源优势。将这种材料应用于电机,能够显著提升能效,为工业设备、新能源汽车等领域提供革新性的方案。
虽然目前石墨烯要实现规模化应用,仍需要突破下游器件集成等关键技术,但随着石墨烯技术的不断成熟,这种新材料有望推动生产力实现质的飞跃,成为重要的新质生产力引擎。
多项关键共性技术取得突破
上海证券报记者接着问道:“国家石墨烯创新中心自获批组建以来,取得了哪些阶段性成果?下一步有何布局规划?”
刘兆平介绍说,自获批组建以来,中心围绕创新能力建设项目,聚焦关键共性技术研发,已经取得了阶段性成果。目前中心团队规模达到300余人,其中研发人员占比近90%,还汇聚了行业领军专家10人。累计投入建设资金超过5亿元,购置设备1000余台套。
在经济效益方面,中心的自我造血能力不断增强。近两年,中心的营业收入和利润实现了高增长。2023年度营业收入突破1000万元,利润总额近500万元;2024年营业收入更是超过了2500万元。
在技术创新方面,中心新申请专利近200项,其中发明专利110余项。开展石墨烯技术标准研制26项,发布技术标准15项,形成技术成果19项。通过技术入股等方式,还孵化了10家新企业。
同时,关键共性技术取得了一系列突破。根据建设方案制定的石墨烯产业技术路线图,中心有序推进关键共性技术攻关,在石墨烯材料规模化制备技术及其在超级铜、高比能电池、热界面材料、电热元件、改性母粒及化纤等领域的应用技术方面,均取得了突破。
其中,在超级铜方面,中心开发出了高导电超级铜线缆,样品实测最高电导率达118%IACS,可使电机性能提升7%至8%。目前已启动年产300吨石墨烯铜复合材料中试线建设,并与中车研究院、吉利汽车研究院等合作,推进超级铜在高铁牵引电机和新能源汽车电机上的应用开发。
2025年,中心将全力完成创新能力建设期内既定的技术研发任务,汇聚各方创新力量,确保各项指标如期达成。在此基础上,中心将继续在宁波孵化一批石墨烯新企业,进一步推动浙江省石墨烯未来产业先导区的建设与发展。
建议强化投融资和补短板
上海证券报记者又问:“在您看来,宁波发展石墨烯产业有何优势?推动宁波石墨烯产业进一步发展,您还有何建议?”
刘兆平认为,宁波布局石墨烯产业有三大优势。
一是创新资源高度集聚。中国科学院宁波材料技术与工程研究所、中国科学院大学宁波材料工程学院、甬江实验室、宁波东方理工高等研究院、宁波东方理工大学等高校院所在宁波形成了高能级创新网络,持续培养研究生及专业技术人才,为新材料研发提供了强大的智力支撑。
二是地方政策持续赋能。宁波市政府通过长期稳定的产业政策支持和清晰的战略规划,构建起了新材料产业发展的制度保障体系。
三是产业链与市场端双重优势。本土家电制造、石化工业、新能源汽车等产业集群与长三角区域经济形成互补,再加上民营经济活跃的特点,为石墨烯等技术提供了丰富的应用场景,形成了良性循环机制。
对于宁波石墨烯产业的进一步发展,刘兆平建议从强化投融资及补强产业链短板等两方面继续发力。一是强化政府引导的天使投资。由于新材料初创项目具有高风险和不确定属性,需要建立专业投资机制重点扶持早期技术。二是补强产业链短板。加强上下游协同创新,通过完善本地供应链,降低企业异地配套成本,形成更具竞争力的产业生态。
本文详细介绍了国家石墨烯创新中心的发展情况,包括石墨烯的应用前景、中心取得的阶段性成果、未来规划,以及宁波发展石墨烯产业的优势和建议。表明石墨烯产业潜力巨大,国家石墨烯创新中心在技术攻关和产业化应用上成果显著,宁波具备发展该产业的良好条件,未来需在投融资和产业链完善等方面进一步努力。
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