以科研创新推动石墨烯产业向高端发展——记国家“千人计划”海外特聘专家、济宁利特纳米技术有限责任公司董事长侯士峰

◎ 文/肖延胜

以科研创新推动石墨烯产业向高端发展
——记国家“千人计划”海外特聘专家、济宁利特纳米技术有限责任公司董事长侯士峰

◎ 文/肖延胜

如果在科幻片中看到这样的场景：一根从地面连向太空卫星、长达23000英里并且足够强韧的太空电梯缆，人类将通过 “太空电梯”进入太空，您一定认为这只能是幻想。太空电梯虽然目前只能存在于想象中，具备太空电梯缆功效的材料却已问世，它就是具有超强硬度和韧性的“石墨烯”。

“石墨烯超出了所有的预期。无数个曾经被认为乌托邦式的理论都将一个接一个的实现。我们因此可以构想比现代计算机快1000倍的微型集成电路和手机”。谈起石墨烯的神奇，西班牙马德里高等科学研究委员会的Elsa Prada是这样形容的。

国际业内专家预言：“20世纪是硅的世纪，21世纪将是碳的世纪。”

作为碳纳米材料领域的国际型学者，国家“千人计划”海外特聘专家、山东省济宁市利特纳米技术有限责任公司董事长侯士峰博士对于石墨烯的发展前景底气十足：“可以肯定的说，随着石墨烯产品的深入开发和利用，石墨将成为地球上最珍稀的宝贝。谁掌握了石墨资源，谁掌握了石墨烯技术，谁就将拥有光辉的前景。”

聚焦国际材料前沿打造石黑烯高端产业

从接触到石墨烯的第一天起，侯士峰就意识到，这是一座宝藏，但从实验室的数字蝶化为利国利民的真正宝藏，产业化是关键环节。2010年，在山东省鲁南工程技术研究院的支持下，他成立了济宁市碳纳米材料研究中心，并且成立了济宁利特纳米技术有限责任公司，正式走出了将先进纳米材料与技术转入实际应用的第一步。

济宁利特纳米技术有限责任公司（以下简称“利特纳米”）是以碳纳米材料的制备、石墨烯系列产品的工业化生产、功能化石墨烯材料的应用开发为主的高科技企业，这几年来，侯士峰带领研究中心承担了多项国内外重大项目，包括国家国际合作项目一项、山东省科技发展计划一项、山东省自主创新成果转化专项两项等，团队被评为“2012年度济宁市优秀科技创新团队”。2014年12月26日，济宁市化工园区石墨烯产业园一期工程落成，首条生产线产能达2-3吨/石墨烯粉体。真正实现了石墨烯材料的产业化。随着市场的不断扩大，产业园一期将陆续建成10余条石墨烯粉体生产线，使石墨烯系列产品产能得到大力提升。其中，石墨烯粉体30吨，氧化石墨烯粉体150吨，石墨烯浆料1000吨，石墨烯防腐涂料1000吨。此外产业园还将针对不同产业的需求生产多功能化特种石墨烯5-7种，每种产能3-5吨/年。

侯士峰不仅带领公司和研究中心刻苦进行科研开发工作，更是以推动行业发展为己任。2013年12月16日，在山东省科技厅大力支持和帮助下，由济宁利特纳米技术有限责任公司牵头、联合省内石墨烯产业化的主要产学研单位以及上下游企业，共同发起成立“山东省石墨烯产业技术创新战略联盟”，在此基础上，2014年底，以山东省石墨烯产业技术创新战略联盟成员单位为核心单位，吸纳新成员单位共同成立了山东省石墨烯产业知识产权保护战略联盟，为石墨烯上下游企业提供新产品专利布局、专利预警分析，有效避免投资风险。

如今，随着山东省石墨烯产业的发展，山东省各地相继成立了济宁高新区碳纳米材料研究中心、济宁化工园区石墨烯产业园、青岛石墨烯国际创新中心、济南石墨烯产学研基地等多家产业机构，共同为石墨烯产业的建设添砖加瓦。目前山东省石墨烯联盟共有27家成员单位，遍布山东省内各个市区、地级县区，形成济宁、济南、青岛“三点布局、一线展开、组团发展”的石墨烯产业框架，并初步构建了石墨烯涂料、石墨烯塑料等上中下游产业链，为山东省打造高端材料产业奠定了坚实基础，是中国石墨烯产业界的骨干力量。

以性能、成本优势为先导用新产品推进绿色发展

石墨烯在导电油墨方面有广泛的应用前景。目前，商业化导电油墨产品的主要填充料为碳黑、银粉、镍粉等，它们各有优缺点。碳黑虽然便宜，但其导电能力不佳，需要大量填充；银镍粉导电性能好，但价格较高，产品的成本过高。采用石墨烯作为填充料，不仅可以降低填充量，还可解决导电性能和成本之间的矛盾。因此，石墨烯导电油墨可广泛应用于薄膜电极印刷、RFID标签印刷等。但是目前，中国国内尚未实现石墨烯导电油的行工业化生产，研究多在高校、研究所内进行。

看到了广泛的市场前景后，侯士峰带领利特纳米公司的科研团队在2013 年底开始相关研究。他领导团队成员，围绕导电油墨领域对石墨烯的基本要求，设计合成特殊石墨烯纳米材料,建立用于导电油墨的石墨烯系列材料性能设计和结构可控制备技术，实现石墨烯与导电油墨辅料的相容性、导电性、可印刷性、及功能性有效控制，发展石墨烯导电油墨的低成本、批量化可控制备技术；制定石墨烯基导电油墨的企业标准，为国家标准制定提供基本的数据和支持；推动石墨烯基导电油墨在电子器件、物联网领域RFID、太阳能电池及超级电容器器件印刷及传感器中的实际应用。

利特纳米开发的新产品与同类产品相比有哪些优势呢？利特纳米负责相关项目的孙明娟博士介绍：“我们开发的石墨烯导电油墨具有柔韧好、极高的光学透明性、以及好的导电性等特点。其主要优势体现在性能、成本和环保三个方面。性能方面，我公司生产的石墨烯可以实现多种参数的控制，开发的石墨烯导电油墨方阻可低至10Ω；开发的石墨烯/银导电油墨产品，含银量较现有纯银导电油墨降低5%～10%，方阻低至13mΩ。”

“与此同时，由于简化过程，我们的石墨烯成本比传统成本低30%～40%。传统纳米银导电油墨中银的固含量在50%～60%。采用石墨烯作为导电填料，不仅可以降低银含量，还可以解决导电性能和成本之间的矛盾。而在环保方面，石墨烯导电油墨不需要太多印后处理步骤，符合绿色发展新要求。”侯士峰补充道。

人物简介

侯士峰，现任济宁利特纳米技术有限责任公司董事长，济宁碳纳米材料研究中心主任，蒙特克莱尔州立大学化学系教授。曾在北京大学纳米研究中心、康涅狄格大学材料研究所、佛罗里达大学生物与纳米界面研究中心从事研究工作。2012年11月入选济宁市“511计划”海外引进人才，2012年8月入选中组部第八批“千人计划”海外特聘专家。侯士峰多年来从事纳米技术研究，在碳材料尤其是碳纳米系列材料方面有着丰富的工业研发、实用技术开发经验，并拥有相关碳纳米材料方面的多项专利。