石墨烯在醫(yī)療、健康領(lǐng)域的應(yīng)用新需求

我國石墨烯企業(yè)以小微企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)為主，在2020年的疫情中承受了不小壓力，石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模增速整體放緩，但疫情之下也催生了石墨烯在醫(yī)療、健康領(lǐng)域的應(yīng)用新需求。2021年作為“十四五”規(guī)劃的開局之年，我國經(jīng)濟發(fā)展將更加注重科技創(chuàng)新和高質(zhì)量發(fā)展，預計石墨烯領(lǐng)域也將進一步加快技術(shù)創(chuàng)新突破及成果轉(zhuǎn)化，但受制于下游遲遲無法實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)規(guī)模增速繼續(xù)放緩。

對2021年形勢的基本判斷

（一）產(chǎn)業(yè)規(guī)模增速放緩

2020年，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)熱度有所下降，一方面新冠肺炎疫情突如其來，對企業(yè)生產(chǎn)、進出口等均帶來一定影響，再加上石墨烯企業(yè)多數(shù)為小微企業(yè)，資金、供應(yīng)鏈等受影響更大；另一方面宏觀經(jīng)濟下行壓力逐漸加大，國內(nèi)、國際宏觀環(huán)境不確定性增多，石墨烯產(chǎn)業(yè)遲遲無法實現(xiàn)大規(guī)模商用，相關(guān)投資也變得更加謹慎。預計全年石墨烯市場規(guī)模達到135億元左右，增速明顯放緩。2020年，仍有一些石墨烯項目落地，如黑龍江石墨烯科創(chuàng)城項目落戶哈爾濱呼蘭開發(fā)區(qū)；陽煤集團與杭州高烯科技有限公司簽署合作框架協(xié)議，共同建設(shè)年產(chǎn)千噸的單層氧化石墨烯原料生產(chǎn)線及配套應(yīng)用項目等。

預計2021年，新冠疫情對石墨烯行業(yè)的影響仍將延續(xù)，再加上下游遲遲無法實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，在產(chǎn)的企業(yè)也一直未能形成穩(wěn)定的盈利模式，地方政府、企業(yè)等在石墨烯領(lǐng)域的投資也變得更加謹慎，石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入“平臺期”，產(chǎn)業(yè)規(guī)模增速可能繼續(xù)放緩。

（二）科技創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)

2020年，我國石墨烯研究熱度依舊不減，各高校、研究機構(gòu)、科研院所等石墨烯科技創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。其中中國科學院大學聯(lián)合大連理工大學，在高質(zhì)量、大面積、單層石墨烯的可控合成及其生長激勵研究方面取得重要進展，實現(xiàn)了大面積高質(zhì)量單層石墨烯的生長；廈門大學與英國蘭卡斯特大學合作，在基于石墨烯電極的單分子器件方面取得重要研究進展，對后續(xù)進一步研究和設(shè)計功能多樣的單分子電子器件具有重要的參考價值；中科院金屬所與倫敦大學合作，設(shè)立了基于石墨烯薄膜的全固態(tài)柔性電化學電容器，不僅保證了整個器件的柔性，還進一步發(fā)展了智能器件。此外，在石墨烯單晶晶圓制備、高品質(zhì)石墨烯散熱膜等領(lǐng)域也取得多項突破。

預計2021年，石墨烯作為我國重要的前沿新材料，在推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面將發(fā)揮更大的作用，國家及地方層面有望在石墨烯領(lǐng)域設(shè)立更多的科研專項，促進石墨烯領(lǐng)域加快科技創(chuàng)新及成果轉(zhuǎn)化。

（三）石墨烯散熱材料迎來發(fā)展熱潮

2020年，石墨烯在散熱領(lǐng)域大放異彩，5月份，華為發(fā)布的國內(nèi)首款5G平板MatePadPro5G搭載了超厚3D石墨烯散熱技術(shù)，并在上半年投資了常州富烯科技（主導產(chǎn)品為石墨烯導熱膜、石墨烯導熱片等），布局石墨烯散熱技術(shù)，在一定程度上引領(lǐng)了電子設(shè)備散熱市場的發(fā)展趨勢。10月，小米宣布正式完成對黑睿科技（覆蓋石墨烯原料生產(chǎn)到導熱膜制備全鏈條的公司）的追加投資，預計今年底將建成月產(chǎn)10萬平的是石墨烯導熱膜產(chǎn)線。此外，道明光學、貝特瑞等公司也紛紛在石墨烯導熱膜領(lǐng)域加大投資，建設(shè)石墨烯導熱膜生產(chǎn)線。

預計2021年，隨著5G手機換機潮的到來，石墨烯在電子設(shè)備散熱方案中的應(yīng)用有望迅速擴大。除了智能手機外，5G基站、服務(wù)器、筆記本電腦等許多領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，在兼顧導熱性能和成本的同時，對石墨烯的導熱需求也越來越多。預計石墨烯導熱膜的市場規(guī)模在未來兩到三年內(nèi)有望達到23億美元[ 國際數(shù)據(jù)公司（IDC）預測數(shù)據(jù)。]。尤其隨著華為、小米等頭部企業(yè)持續(xù)加碼石墨烯導熱膜的投資與應(yīng)用，必將帶動其他廠商也加速在石墨烯散熱材料、散熱組件等領(lǐng)域的布局。

（四）疫情催生石墨烯應(yīng)用新需求

2020年，新冠肺炎疫情當前，醫(yī)療衛(wèi)生的重要性得到進一步凸顯，石墨烯基于其優(yōu)越的性能，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域展示了廣闊的應(yīng)用前景，帶來了新的市場需求。烯旺新材料科技股份有限公司聯(lián)合清華大學長庚醫(yī)院、江蘇省石墨烯創(chuàng)新中心等多家單位研制出了石墨烯防霧光療護目鏡，獲得醫(yī)療器械備案證，并在多家一線醫(yī)院進行臨床應(yīng)用。東南大學與常州碳星科技有限公司聯(lián)合昆山好六石墨烯技術(shù)有限公司、蘇州市好孩子集團等企業(yè)聯(lián)合研發(fā)出了一款兒童KN95級石墨烯防護口罩，并被批準上市。

預計2021年，隨著疫情常態(tài)化，人們對健康保健的意識更加強烈，石墨烯在大健康和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有望繼續(xù)拓展，石墨烯口罩、石墨烯采暖產(chǎn)品、石墨烯醫(yī)療器械、石墨烯炭包等產(chǎn)品市場容量有望繼續(xù)擴大，且隨著技術(shù)的不斷突破，成本也有望繼續(xù)降低，但現(xiàn)在這些石墨烯產(chǎn)品是否比傳統(tǒng)的如活性炭吸附劑等同類產(chǎn)品更具有競爭力，也有待市場的進一步檢驗。

需要關(guān)注的三個問題

（一）關(guān)鍵技術(shù)未突破，制約下游大規(guī)模應(yīng)用

經(jīng)過多年的自主研發(fā)，石墨烯在規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)、工藝裝備等方面均取得重大進展，但低成本規(guī)?；苽浼夹g(shù)、下游應(yīng)用技術(shù)、綠色制備技術(shù)等方面仍存在技術(shù)瓶頸。目前雖然國內(nèi)石墨烯粉體及薄膜材料都已經(jīng)建成生產(chǎn)線，并基本實現(xiàn)量產(chǎn)，但產(chǎn)品普遍存在尺寸和層數(shù)不均勻、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，材料的各項性能指標遠不及實驗室水平，難以滿足大規(guī)模工業(yè)化量產(chǎn)的需求。

從應(yīng)用場景看，目前石墨烯粉體主要以添加劑的形式加入基體材料以提升相關(guān)性能，但結(jié)構(gòu)完整的石墨烯表面不含有任何基團，與其它介質(zhì)的相互作用較弱，很難與其它有機或無機材料實現(xiàn)均勻復合。因此如何在保證石墨烯結(jié)構(gòu)完整的情況下，提高粉體材料與基體材料間的相容性、均勻分散性仍然成為制約石墨烯下游大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵問題。

（二）以材料生產(chǎn)企業(yè)為主導，下游應(yīng)用企業(yè)參與度偏低

石墨烯作為一種新材料，只有實現(xiàn)大規(guī)模成功應(yīng)用才能真正體現(xiàn)其價值，因此產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須以應(yīng)用為牽引，重視下游應(yīng)用企業(yè)參與。但目前我國石墨烯參與發(fā)展以科研院所和石墨烯生產(chǎn)企業(yè)為主，受制于部分關(guān)鍵技術(shù)未突破、生產(chǎn)成本高、應(yīng)用效果不確定等因素，下游應(yīng)用企業(yè)普遍呈觀望態(tài)度，參與度偏低。反觀美、日、韓等國家，則均有一批應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)參與石墨烯研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，如美國的IBM、波音，日本的松下、韓國的三星等，從應(yīng)用需求入手，推動本國石墨烯產(chǎn)業(yè)化進程。

（三）標準、檢測體系不完善，產(chǎn)品魚龍混雜

目前我國石墨烯標準化方面雖然取得了一定進展，但是在下游具體應(yīng)用產(chǎn)品、檢測標準、使用標準等方面仍是空白。從上游材料制備來看，石墨烯材料有粉體、微片、漿料、薄膜等多種類別，由于缺乏統(tǒng)一的標準，市場上每種材料品種差異較大、等級規(guī)格各異、命名規(guī)則不一。由于沒有明確的標準，目前對石墨烯產(chǎn)品的檢測報告多以材料性能的客觀描述為主，再加上不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)κ┎牧系男阅芤笠膊煌?，故沒有統(tǒng)一的標準來區(qū)分材料質(zhì)量的好壞，且目前的檢測手段僅僅對來樣原料當時的狀態(tài)負責，造成市場上各說各話，產(chǎn)品魚龍混雜。

應(yīng)采取的對策建議

（一）推動關(guān)鍵核心技術(shù)突破

充分發(fā)揮各地石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心、科研院所和高等院校等的創(chuàng)新力量，制定石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新目錄和技術(shù)突破路線圖，組織優(yōu)勢力量開展重大項目和重點應(yīng)用的技術(shù)攻關(guān)，對石墨烯材料規(guī)?；苽?、清潔生產(chǎn)等關(guān)鍵技術(shù)和成套設(shè)備加強攻關(guān)，加快關(guān)鍵技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化。圍繞新一代信息技術(shù)、新能源汽車、高端裝備等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展需求，堅持需求引導，開展石墨烯前沿性和戰(zhàn)略性方向、核心技術(shù)、專利和產(chǎn)品的布局，培育未來市場。盡快研究制定石墨烯技術(shù)成熟度路線圖，對重點企業(yè)技術(shù)成熟度、經(jīng)營狀況、產(chǎn)品銷售等進行評估，科學評判其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段和發(fā)展前景。

（二）強化產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展

繼續(xù)深化石墨烯對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的推動作用，從傳統(tǒng)產(chǎn)品改性入手，選擇目前技術(shù)較為成熟、量大面廣、下游用戶認可度偏高的石墨烯散熱材料、增強復合材料、儲能材料等產(chǎn)品開展應(yīng)用示范，充分利用首批次保險補償機制等相關(guān)政策，降低下游用戶使用風險，有效激活石墨烯下游應(yīng)用市場需求，推動大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。圍繞新一代信息技術(shù)、新能源汽車、5G、高端裝備等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展需求，堅持需求引導，開展石墨烯前沿性和戰(zhàn)略性方向、核心技術(shù)、專利和產(chǎn)品的布局，培育未來市場。

（三）加強公共服務(wù)平臺建設(shè)

圍繞石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點，依托產(chǎn)業(yè)鏈上下游骨干企業(yè)、科研院所等，優(yōu)化配置資金、技術(shù)、裝備等資源，建設(shè)一批石墨烯產(chǎn)業(yè)科技服務(wù)、檢驗檢測、質(zhì)量認證、人才培訓、創(chuàng)新孵化等公共服務(wù)平臺。公共服務(wù)平臺建設(shè)要嚴格按照“政府引導、市場運作”原則運作，積極拓展融資渠道。通過制定風險補償?shù)葍?yōu)惠政策，引導社會資本進入支持，對于地方運行良好的公共服務(wù)平臺積極申請國家支持。

（四）做好國家級制造業(yè)創(chuàng)新中心的籌備

整合目前國內(nèi)石墨烯創(chuàng)新中心的優(yōu)勢力量，盡快組織籌備國家石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心，加強對行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的前瞻性布局，做好石墨烯技術(shù)轉(zhuǎn)移擴散和首次商業(yè)化。創(chuàng)新中心的成員單位要注重下游應(yīng)用企業(yè)尤其是大型企業(yè)的參與，建議對下游應(yīng)用領(lǐng)域企業(yè)的占比及業(yè)內(nèi)排名提出明確要求?，F(xiàn)有省級創(chuàng)新中心要繼續(xù)加強對下游應(yīng)用企業(yè)（尤其是龍頭企業(yè)）的資源集聚，充分發(fā)揮應(yīng)用企業(yè)的市場優(yōu)勢，以市場需求為導向，加快推動石墨烯的大規(guī)模應(yīng)用。

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