爱华网新材料是材料工业发展的先导，被世界公认为21世纪高新技术产业和战略性新兴产业的基石，也是各个领域孕育新技术、新产品、新装备的“摇篮”。
石墨烯作为先进碳材料，被美国麦肯锡公司认为是改变世界未来的12项变革性技术之一，也是联合国2013年初认定的人类未来两大领军产业之一。自2004年被发现以来，石墨烯引起了世界各国的研发和投资热潮。石墨烯是目前世界上发现的最薄、最硬的新材料，比金刚石还坚硬，是钢铁机械强度的100倍。此外，石墨烯还具有超强的导电性、导热性、透光性、柔韧性和极高的比表面积等优异特性，有望成为21世纪新材料纪元的引领者和带动者。
《新材料产业“十二五”发展规划》提出，积极开发石墨烯等前沿新材料。业内人士预测，石墨烯在触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天军工、新能源、复合材料、生物医药等领域拥有巨大的市场前景。
此外，被誉为工业界“黑色黄金”的碳纤维，是国民经济和国防建设不可或缺的战略性新材料，也是先进复合材料最重要的增强体之一，技术含量高，辐射面广，带动力强。由于碳纤维又轻又坚硬，其重量不到钢的四分之一，但抗拉强度是钢的10倍，而且具有耐高温、防辐射、耐水、耐腐蚀等优点，所以它广泛应用于航空航天、国防军工、能源装备、海洋工程、交通运输、建筑工程、体育休闲等领域。
对钢铁、铝合金等传统材料的替代，是碳纤维应用推广的主要动力。专家称，“以塑代钢”是21世纪的必然趋势，推进汽车、飞行器、机械设备等产品的轻量化以降低油耗，应对资源和环境的严峻挑战，已成为经济发展的必然趋势。
【石墨烯】产业化应用箭在弦上
自石墨烯问世以来，关于石墨烯的科学研究进展迅速，其产业化应用也在持续升温。美国、欧盟、韩国、日本等都发布或资助了一系列相关研究计划和项目，大力促进石墨烯技术及其应用研究。
中国在石墨烯研究领域与发达国家同处于起跑阶段，文献发表量和专利数量已位居全球首位。而且中国具有石墨资源丰富的天然优势，因此拥有在全球石墨烯及其应用领域占领产业发展制高点的难得机遇。
2013年12月18日，无锡市加快推进石墨烯产业发展新闻发布会在无锡惠山经济开发区召开。会上，无锡市政府发布了《无锡石墨烯产业发展规划纲要（2013～2020年）》（以下简称《规划》）。这是中国地方层面第一部促进石墨烯产业发展的总体规划。
《规划》提出，力争通过5—7年的发展，在无锡建成具有“科研集中、产业集聚、技术创新、带动辐射”等功能的省内领先、国内一流，国际具有一定影响力的石墨烯产业技术研发和应用示范基地。
无锡市委常委、常务副市长黄钦表示，无锡将充分发挥政府有形的手和市场无形的手来推动石墨烯产业示范区的集聚效应，建立起政、产、学、研一体的强强合作体系，力争成为无锡转型发展的典范。
未来，无锡将规划形成惠山经济开发区为无锡石墨烯产业发展示范区核心。惠山经济开发区规划占地面积1100-1300亩，重点建设“一区二中心”。“一区”即无锡石墨烯产业发展示范区，分为研发孵化区、加速发展区、产业应用区和综合配套区四个功能区。“二中心”即“无锡市石墨烯技术及应用研发中心”和已获批筹建为江苏省石墨烯检测重点实验室的“江苏省石墨烯质量监督检验中心”。
无锡市发改委副主任许可介绍说，无锡将利用当地雄厚的产业基础和石墨烯产业先发优势，把石墨烯打造成支柱产业之一。重点发展微电子、超级电容器、透明导电薄膜、导热材料、复合材料、超级催化剂、电线电缆、环保产业等8大领域的研发和应用推广。
到2015年，无锡的石墨烯产业规模将达到50亿元，到2020年，争取突破300亿元。无锡市财政今后两年统一安排2亿元资金，用于支持石墨烯产业发展。
无锡市惠山经济开发区管委会副主任沈伟良透露，对在示范区注册的石墨烯研发团队将提供最高额度80万左右的资金扶持，而且入住企业可以租赁或无偿使用由政府提供的生产检测设备和公共服务平台，研发场地一律免租金，此外，还可享受江苏省和无锡市已公布的其他优惠政策。
根据《规划》，无锡将以重点应用示范项目为突破口，包括石墨烯宏量制备及应用、石墨烯新型显示应用、石墨烯导热膜应用、石墨烯复合材料应用及石墨烯环保吸附材料应用。
中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春表示,无锡拥有产能和制造技术全国第一的微电子产业、约占全国产值一半的太阳能光伏产业、占据全国产量四分之一的电动车产业以及国内领先的风电产业等,这些产业集群都能与石墨烯有效对接，势必引爆革命性的技术进步和巨大的市场潜能。
目前，无锡集聚了格菲薄膜、第六元素、力合光电、爱维特等一批核心企业。格菲电子研发的国内首条石墨烯传感器生产线正式投产，年产石墨烯透明导电薄膜8万平方米，各类触屏达1000万片。格菲电子已自行研发成功适用于石墨烯薄膜量产的生产设备及工艺，成为国内乃至全球首家拥有独立知识产权、实现石墨烯规模化应用于触摸屏的企业。第六元素已经具有年产50吨石墨烯粉体的生产能力，价格和质量可以满足下游产品的研发应用。力合光电已形成年产1000万部的4英寸手机触摸屏、手机盖板生产线、SENSOR传感器生产线等3大部件生产线。
爱维特成功研制并发售了全国首款双层多点石墨烯触控手机，此款手机具有低碳环保、材质纤硬、清晰通透及触控灵敏的特点，2013年首批试产了两千余台，并在淘宝上销售一空。公司明年将扩大生产至数万台，而且与力合光电共同研发的柔性屏手机有望2014年面世。
近年来，无锡大力支持以石墨烯为代表的新材料产业，在石墨烯技术研发与应用方面走在了全国前列。中国石墨烯产业联盟在国内设立的首个石墨烯产业发展示范区就落户无锡。李义春透露，除无锡外，目前青岛也与联盟签署了战略合作协议，宁波、济宁等地都在落实中。
2013年12月20日，墨西科技千吨级石墨烯生产线项目首期工程——年产300吨石墨烯规模生产线在宁波慈溪正式落成投产。据墨西科技方面介绍，这是全球最大规模的石墨烯材料生产线，率先突破了石墨烯的低成本量产技术，破解了石墨烯产业化应用过程中品质与成本之间难以兼顾的难题。墨西科技方面称，掌握了将石墨烯制造成本从每克5000元降到每克3元的“独门秘笈”。
宁波市政府对上述项目充满期待，并拟定了“石墨烯产业化应用开发”专项实施方案。按照相关规划，到2016年，宁波市石墨烯相关产业市场规模将达到20亿元。
据了解，上海也将发展石墨烯产业，浦东新区正筹备建立临港石墨烯产业园区，并力争“国家石墨烯检验监测中心”落户浦东。
日前，泰州巨纳新能源有限公司研制的商用石墨烯飞秒光纤激光器（Fiphene）问世，这也是全球首台商用石墨烯飞秒光纤激光器。同时，该激光器还创造了脉冲宽度最短（105fs）和峰值功率最高（70kW）两项石墨烯飞秒光纤激光器世界纪录。
飞秒光纤激光器的应用领域非常广阔，包括激光成像、全息光谱及超快光子学等科研应用，以及激光材料精细加工、激光医疗（如眼科手术）、激光雷达等领域。传统的飞秒光纤激光器核心器件——半导体饱和吸收镜（SESAM）采用半导体生长工艺制备，成本很高，且技术由国外垄断。在飞秒光纤激光器领域，石墨烯被认为是取代SESAM的最佳材料。
“很多人认为，石墨烯产业化的时间还早，我之前讲过两到三年初见成效，现在更明确地告诉大家，产业化大发展的天赐良机到了。”清华大学深圳研究院创始院长冯冠平教授说，而且石墨烯的价格会很快降下来，性能会大幅提升，石墨烯对产业转型升级意义重大。
对此，李义春深有同感，他表示，目前石墨烯研发进展极快，产业化应用大大超出预期。此前预计2020年才能完成的应用，极有可能在2015年就能实现。而石墨烯标准的制定，将引导行业走上健康发展轨道。
在2013年12月8日于江苏泰州召开的中国石墨烯标准化论坛上，中国石墨烯标准化委员会正式成立，共有委员52人，基本涵盖了国内从事石墨烯相关工作的主要专家、学者及企业家。与会代表讨论了石墨烯材料的名词术语、定义及石墨烯标准体系模型和工作路线图。
12月31日，中国石墨烯标准化委员会正式发布中国石墨烯第1号标准“石墨烯材料的名词术语与定义”，并于2014年1月1日起实施。该标准是国内乃至国际上首个明确给出石墨烯关键名词术语和定义的标准。这对行业有序发展以及中国抢占国际石墨烯标准制定的话语权具有非常重要的战略意义。
此外，中国石墨烯研究及检测公共服务平台也在泰州启动，主要为国内相关单位提供专业的石墨烯性能检测与结构表征服务。迄今，石墨烯检验检测平台已分别在泰州、无锡、内蒙古等地建立，形成了互补性、开放性和兼容性的检测网络。
目前，除中国以外，还没有任何国家建立石墨烯行业组织，国际石墨烯标准至今也处于缺位状态，中国石墨烯第1号标准的发布，预示着中国石墨烯标准化工作已经走在世界最前沿。为保持领先优势，联盟还将于2014年8月召开首届国际石墨烯创新大会，并成立国际石墨烯产业创新战略联盟。
随着石墨烯标准的发布、检测平台的建立以及产业链的完善，石墨烯大规模应用指日可待。
【碳纤维】打破垄断赢拐点
碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，其含碳量高于90％，是新一代高性能增强纤维,可用聚丙烯腈纤维、沥青纤维、粘胶丝或酚醛纤维经碳化制得。
2005年，全球碳纤维市场仅为9亿美元，2013年或超过100亿美元，预计到2022年有望达到400亿美元，碳纤维复合材料的应用进入全新的时代。
我国是碳纤维需求大国，2011年我国碳纤维市场规模达到6811.22吨，然而，受供应不足的影响，国内碳纤维市场发展较为缓慢。
据专家介绍，我国碳纤维的生产和使用尚处于起步阶段，主要是小丝束，品质接近或达到T300水平，且不稳定，与国外先进水平尚有差距，导致应用受限，市场规模狭小。当前世界发达国家的碳纤维在航空航天、工业应用、体育休闲应用占比分别为22%、61%、17%，而我国应用比例为4%、31%、65%。
国家新材料产业发展战略咨询委员会副主任李克健表示，随着我国由工业大国向工业强国转变，航空航天、汽车和风力发电等领域的技术水平和规模会大幅度提升，碳纤维等新型复合材料的应用领域和消费量也将随之增长。
“对传统材料的替代，关键是要考虑成本因素，如果成本相同，用户愿选择性能更优的碳纤维。” 中国化学纤维工业协会会长端小平说。在降低成本方面，我国碳纤维的研发生产起了主要作用。2008年，当我国企业宣布T300碳纤维实现规模化生产时，这一规格产品的国际价格就由每公斤500元降至120元以下；2012年，当高性能的T700级碳纤维在我国实验成功时，这一规格产品的国际价格又从每公斤400元降至160元。
伴随低成本化趋势，碳纤维在工业领域的应用前景广阔，预计到2020年，我国碳纤维需求量将达到2.2万吨。其中，工业领域的需求将提高至75%。
作为争夺未来国际竞争优势的基础性材料，长期以来，高性能碳纤维的核心技术被西方国家垄断和封锁，我国不仅难以买到高端产品、设备，甚至学术交流也对我国严格保密。一方面，以美日为首的发达国家始终保持对中国碳纤维行业严格的技术封锁，尤其是在聚丙烯腈(PAN)原丝生产技术进口方面，即使我国加入了世界贸易组织，也没有多少改变。长期以来，国外的技术封锁和产品禁运，使我国国防工业和航空产业对相关材料的需求常常陷于“无米之炊”的境地，一些国防工程甚至要通过特殊渠道获取急需的碳纤维材料。
另一方面，世界各大碳纤维生产商加快了产业布局，并开始进入中国市场，导致中国碳纤维企业的压力大增。国外碳纤维主要生产商包括：日本东丽公司、美国卓尔泰克公司、德国西格里集团、日本三菱人造丝公司和美国赫克塞尔公司等。
目前，世界碳纤维年产量约5万吨，PAN基碳纤维约占各种碳纤维材料的80%以上，其中日本东丽、东邦和三菱人造丝3家公司占据了70%以上。其余生产商还有中国台湾的台塑公司，美国的赫克塞尔、卓尔泰克，德国的西格里以及韩国的泰光等。
“虽然国际上一些公司开始向我国出售T300级原丝，但数量有限而且价格昂贵，极大地制约我国碳纤维及其复合材料的应用。”中国复合材料集团董事长兼总经理张定金说，“自主研制生产高性能、高质量的PAN基碳纤维是我国碳纤维工业产业化发展亟待解决的问题。”
日前，传来好消息，江苏省成功打破了国外企业对我国碳纤维产业的垄断。为攻克碳纤维产业化生产的关键技术，江苏恒神纤维材料有限公司组建江苏省PAN基碳纤维工程技术研究中心，致力于开展国产高性能PAN基碳纤维、碳纤维复合材料设计、制造、推广应用。首批产品经权威机构检测认定，碳纤维综合性能指标与国外知名品牌的同类产品没有差别。
据了解，我国碳纤维企业在持续多年投入之后，目前终于实现赢利，这也预示着行业发展出现了拐点。
《新材料产业“十二五”发展规划》提出，加快发展碳纤维等高性能增强纤维，到2015年，碳纤维产能达到1.2万吨，基本满足航空航天、风力发电、运输装备等需求。
为加快碳纤维及其复合材料产业发展，2013年11月，工信部发布了《加快推进碳纤维行业发展行动计划》。该《计划》提出，经过三年努力，初步建立碳纤维及其复合材料产业体系，碳纤维的工业应用市场初具规模。到2020年，我国碳纤维技术创新、产业化能力和综合竞争能力达到国际水平。初步形成2-3家具有国际竞争力的碳纤维大型企业集团以及若干创新能力强、特色鲜明、产业链完善的碳纤维及其复合材料产业集聚区。
政策能量持续释放，创新能力不断提高，一个蓬勃发展的新兴产业正在崛起。
