从石墨烯领域的科学创造、技术创新、产业发展潜力、科技影响力以及政策与条件保障等方面,对主要国家石墨烯领域的科技创新进行排名评价;并分析了我国在石墨烯领域科技创新的有关情况。
国家科技评估中心采用文献计量分析法和信息可视化方法、专利分析法、产业与政策分析辅助工具、Topsis算法等评估方法与工具,结合石墨烯领域专家的咨询意见与评价,基于科技创新价值链建立领域评估的全链条模型,从石墨烯领域的科学创造、技术创新、产业发展潜力、科技影响力以及政策与条件保障等方面,对主要国家石墨烯领域的科技创新进行排名评价;并分析了我国在石墨烯领域科技创新的有关情况。
科学创造方面
科学创造方面,美国在科学论文的数量、科学网络的中心性和研究的前沿性上均取得好的表现,综合排名全球第一;德国、英国、中国(指中国大陆,不包括港、澳、台)分别处于第二、三、四的位置。其中,中国在发表论文的数量和被引频率上具有明显优势,稳居全球首位,英国在研究的前沿性上居全球第一,德国在创新的中心性上拔得头筹。
技术创新方面
美国石墨烯专利技术在数量、质量上均有好的表现,综合排名全球第一;中国、韩国、日本分别处于第二、三、四的位置。其中,中国在专利技术的数量上具有明显优势,专利申请人主要是高校和科研院所;美国、韩国的专利申请人主要是企业;美国、中国具有较大的技术市场潜力,拥有较多来自国外机构的专利申请。石墨烯专利技术较强的单位包括三星公司、IBM公司等。
产业发展潜力方面
目前制备的石墨烯已经达到了纳米石墨烯薄片和石墨烯薄片的级别,但离单层石墨烯还有较远的距离。一些石墨烯概念产品已经在市场出现。各国积极出台政策,推动石墨烯的产业化。
科技影响力方面
英国卓越科学家较多,相关研究获得诺贝尔奖,科技影响力排名第一;美国、中国、日本、韩国分居第二、三、四、五的位置。其中,美国一流的科学技术研发机构和研究人员较多,在科学和技术方面的影响力均较强;中国在应用技术方面的影响力较强。
政策与条件保障方面
英国、德国、美国、日本、韩国、中国、欧盟等国家和地区均出台了创新战略、规划和政策措施,不断加强对石墨烯技术研发和产业化的支持,全球培育发展石墨烯产业的热忱空前高涨,石墨烯的产业化应用逐步加快。
技术预先评估方面
技术预见评估方面,基于石墨烯领域的研究热点,预期石墨烯可能在三个方面取得重大进展:一是热还原法制备石墨烯取得突破;二是石墨烯膜的应用;三是石墨烯高性能超级电容的应用。
近年来,我国石墨烯领域的科技创新和产业发展速度较快速,在基础研究和技术创新上均处于第一梯队,排名在前4名以内,出现了一批实力科研院所和卓越科学家,在国际上具有较强的影响力。中科院及其下属院所具有较强的科研优势和产业发展潜力。但是,石墨烯产业化大规模应用在加速推进,竞争日益激烈,相对于我国科技创新在经济转型发展中担负的历史重任,我国石墨烯领域的科技创新还存在以下几个方面的不足:
一是高校未发挥基础研究的优势,基础研究强的高校在专利技术上并不突出。建议各级政府充分发挥战略、规划、组织和协调作用,制定石墨烯发展技术路线图,设立科技创新专项给予重点支持。
二是产学研合作成效不明显。我国石墨烯科研成果集中在大学和研究机构,企业掌握的热点技术专利不多,成果转移转化规模不大。建议国家有关部门组织优势力量,建立以企业为主体的产-学-研-用协同创新体系,制备工艺与应用研究同步推进,实现下游1~2个应用领域的突破。
三是产业技术水平较低,产业化存在重复建设。我国石墨烯及相关产品的质量不高,全国各地大量投入建设石墨烯产业园、产业基地。根据新材料产业发展规律,石墨烯真正产业化还需要较长的时间,建议在国家层面对石墨烯科技创新和产业发展进行统一规划,结合各地科技和产业的现有基础和发展需求进行科学布局,防止概念炒作和低水平重复投入。
四是政府对基础研究和高端人才的投入有待加强。对石墨烯领域卓越科学家的投入不足,对微电子、半导体替代方面的重大基础研究投入较少。建议政府加大投入力度,让新锐科学家担起重任,积极研发颠覆性、前沿技术,服务于国家经济社会发展和安全保障的重大需求。