國家科技評估中心采用文獻計量分析法和信息可視化方法、專利分析法、產業(yè)與政策分析輔助工具、Topsis算法等評估方法與工具,結合石墨烯領域專家的咨詢意見與評價,基于科技創(chuàng)新價值鏈建立領域評估的全鏈條模型,從石墨烯領域的科學創(chuàng)造、技術創(chuàng)新、產業(yè)發(fā)展?jié)摿?、科技影響力以及政策與條件保障等方面,對主要國家石墨烯領域的科技創(chuàng)新進行排名評價;并分析了我國在石墨烯領域科技創(chuàng)新的有關情況。
科學創(chuàng)造方面,美國在科學論文的數量、科學網絡的中心性和研究的前沿性上均取得好的表現,綜合排名全球第一;德國、英國、中國(指中國大陸,不包括港、澳、臺)分別處于第二、三、四的位置。其中,中國在發(fā)表論文的數量和被引頻率上具有明顯優(yōu)勢,穩(wěn)居全球首位,英國在研究的前沿性上居全球第一,德國在創(chuàng)新的中心性上拔得頭籌。
美國石墨烯專利技術在數量、質量上均有好的表現,綜合排名全球第一;中國、韓國、日本分別處于第二、三、四的位置。其中,中國在專利技術的數量上具有明顯優(yōu)勢,專利申請人主要是高校和科研院所;美國、韓國的專利申請人主要是企業(yè);美國、中國具有較大的技術市場潛力,擁有較多來自國外機構的專利申請。石墨烯專利技術較強的單位包括三星公司、IBM公司等。
目前制備的石墨烯已經達到了納米石墨烯薄片和石墨烯薄片的級別,但離單層石墨烯還有較遠的距離。一些石墨烯概念產品已經在市場出現。各國積極出臺政策,推動石墨烯的產業(yè)化。
英國卓越科學家較多,相關研究獲得諾貝爾獎,科技影響力排名第一;美國、中國、日本、韓國分居第二、三、四、五的位置。其中,美國一流的科學技術研發(fā)機構和研究人員較多,在科學和技術方面的影響力均較強;中國在應用技術方面的影響力較強。
英國、德國、美國、日本、韓國、中國、歐盟等國家和地區(qū)均出臺了創(chuàng)新戰(zhàn)略、規(guī)劃和政策措施,不斷加強對石墨烯技術研發(fā)和產業(yè)化的支持,全球培育發(fā)展石墨烯產業(yè)的熱忱空前高漲,石墨烯的產業(yè)化應用逐步加快。
技術預見評估方面,基于石墨烯領域的研究熱點,預期石墨烯可能在三個方面取得重大進展:一是熱還原法制備石墨烯取得突破;二是石墨烯膜的應用;三是石墨烯高性能超級電容的應用。
近年來,我國石墨烯領域的科技創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展速度較快速,在基礎研究和技術創(chuàng)新上均處于第一梯隊,排名在前4名以內,出現了一批實力科研院所和卓越科學家,在國際上具有較強的影響力。中科院及其下屬院所具有較強的科研優(yōu)勢和產業(yè)發(fā)展?jié)摿?。但是?span style="box-sizing: border-box !important; padding: 0px; margin: 0px; max-width: 100%; color: rgb(0, 0, 0); word-wrap: break-word !important;">石墨烯產業(yè)化大規(guī)模應用在加速推進,競爭日益激烈,相對于我國科技創(chuàng)新在經濟轉型發(fā)展中擔負的歷史重任,我國石墨烯領域的科技創(chuàng)新還存在以下幾個方面的不足:
一是高校未發(fā)揮基礎研究的優(yōu)勢,基礎研究強的高校在專利技術上并不突出。建議各級政府充分發(fā)揮戰(zhàn)略、規(guī)劃、組織和協調作用,制定石墨烯發(fā)展技術路線圖,設立科技創(chuàng)新專項給予重點支持。
二是產學研合作成效不明顯。我國石墨烯科研成果集中在大學和研究機構,企業(yè)掌握的熱點技術專利不多,成果轉移轉化規(guī)模不大。建議國家有關部門組織優(yōu)勢力量,建立以企業(yè)為主體的產-學-研-用協同創(chuàng)新體系,制備工藝與應用研究同步推進,實現下游1~2個應用領域的突破。
三是產業(yè)技術水平較低,產業(yè)化存在重復建設。我國石墨烯及相關產品的質量不高,全國各地大量投入建設石墨烯產業(yè)園、產業(yè)基地。根據新材料產業(yè)發(fā)展規(guī)律,石墨烯真正產業(yè)化還需要較長的時間,建議在國家層面對石墨烯科技創(chuàng)新和產業(yè)發(fā)展進行統一規(guī)劃,結合各地科技和產業(yè)的現有基礎和發(fā)展需求進行科學布局,防止概念炒作和低水平重復投入。
四是政府對基礎研究和高端人才的投入有待加強。對石墨烯領域卓越科學家的投入不足,對微電子、半導體替代方面的重大基礎研究投入較少。建議政府加大投入力度,讓新銳科學家擔起重任,積極研發(fā)顛覆性、前沿技術,服務于國家經濟社會發(fā)展和安全保障的重大需求。
來源:國家科技評估中心 石墨邦編輯整理