碳世纪：石墨烯里跳出一匹“黑马”

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申怡然

科学技术是推动人类进步和社会进步的重要力量。在实验室里日以继夜的重复实验使人类生活更加方便和美好。本专栏的开篇旨在发现中国科学技术的尖端力量，展示这些孤独的研究团队和他们正在做的事情，并在这个时代的研究足迹上留下真正的印记。欢迎推荐或推荐各领域的新科技力量，电邮:

颜勇@eeo

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严立群直言不讳地对坐在对面的投资者说，“请检查公司实验室的监控录像。只要我一年中有一天在12点以前离开实验室，就不要投我的票。”

在铿锵的声音中，有一种执着走到了尽头。他是碳世纪的主席。

碳世纪是一家以石墨烯R&D技术为导向的科技企业，主要销售石墨烯材料，出口下游产品R&D技术。2015年8月，该企业突破石墨烯大规模生产技术，年产量达到吨，成为世界第一。

与双层和多层石墨烯不同，这种石墨烯材料具有单层碳原子结构，被业界公认为石墨烯性能最佳的材料。

八年前，外界对石墨烯知之甚少，严立群组织了一个技术团队进行石墨烯技术的研发。“白天在实验室忙，晚上在宿舍继续讨论实验，日复一日”。严立群谈到了他和他的团队研究石墨烯的日子。

做以前没人做过的事

碳世纪团队成立于2004年。31岁的严立群从事汽车行业已有十多年，但他一直对碳材料感兴趣。他从英国曼彻斯特大学研究所发现了一条信息:安德烈·海姆教授从天然石墨中剥离了一种新材料——石墨烯。

石墨烯是由碳原子组成的二维晶体，只有一层原子厚度，但它是强度和导电性最强的材料。该材料被认为是晶体硅的替代品，可应用于移动设备、航空航天、新能源和电池等领域。

这一消息使他决定转向石墨烯的跨国研究，并计划成立一个专门研究石墨烯研发技术的团队。起初，碳世纪的所有企业都是严立群和他的十名技术人员，在北京怀柔拥有一个500平方米的实验室和五个20平方米的集体宿舍。“实验室由我们建造，从装饰地板、粉刷墙壁到安装设备。我带他们边做边学，一起吃饭，一起生活，和大学室友一样好。”

说到这里，严立群介绍了坐在他旁边的两个团队技术人员，并取笑他们的绰号。

当时，团队面临的最大问题是没有人做过，也没有参考。

当时，石墨烯的价格约为2000元/克。在材料制备方面，许多科研文献仍停留在机械制备方法上，即用胶带剥离石墨。技术团队采用的氧化还原制备方法不能作为参考。无论氧化实验装置的大小和规模如何，甚至连输送液体的试管的材料、直径和焊接高度在任何教材或报告中都找不到。严立群说:“我们只能试一次又一次，试一毫米又一毫米。”“开始时，为了确定制备石墨烯的液管的高度，我们每次尝试都记录一次，最后尝试了200多次。”

团队中有一名核心技术人员，巩俐，自2006年加入团队以来，他一年到头都住在怀柔宿舍。他告诉自己，他已经拿走了煮牛奶的锅，让他的孩子做有机化学实验。“当时我想做实验，现在我的家人不理解我。”。

谈到这些，该技术团队的经理徐婷也表示:“严先生的家在北京，但他和我们住在宿舍。”他的20平方米的宿舍一年到头都堆满了实验设备。实验室白天不够忙，晚上睡在瓶子和罐子里。”徐婷最初从事光学研究。自从三年前加入企业团队以来，她一直和颜丽群住在怀柔宿舍。

从2004年到2009年，外界对石墨烯材料几乎一无所知。严立群和技术人员日复一日地往返于实验室和宿舍，花了几个小时研究石墨烯的工业制备技术。

2010年10月5日，英国曼彻斯特学院制备的人造石墨烯获得诺贝尔奖的消息传来，人们对这种具有神奇特性的新材料感到惊讶。当石墨烯的消息传遍外界的时候，碳世纪实验室大楼在晚上灯火通明，实验室里的11个人仍然在安静的夜晚做轻推实验。

2011年初，石墨烯概念股在三个月内飙升。《自然与科学》等学术媒体不断发表石墨烯工业制备技术的文献，国家纳米技术标准化技术委员会多次讨论石墨烯材料的认证标准。北京怀柔的碳世纪实验室大楼依然灯火通明，但此时，技术团队已经突破了石墨烯的微生产技术，月产量达到300克。石墨烯材料已经过第三方组织的认证，是一种单层石墨烯微芯片，纯度为99%。这意味着石墨烯技术已经突破实验室准备，开始进入工厂进行大规模工业生产。

此时，我们面临着一个难题:实验室的规模已经不能满足大规模生产石墨烯的技术要求。我们应该在哪里找到愿意支持企业制造大型石墨烯生产线的机构？“科学技术必须是高与低的问题。很难找到一个有足够耐心和信任来支持新技术的机构。”

2011年7月，严立群来到江苏省无锡和常州的几个开发区，希望找到相关企业与他们合作建设大型石墨烯生产线。由于大部分资金用于技术研发，该公司不得不寻求优惠待遇以降低税收并提供工厂和设备。

这时，外联经理张伟奕和严立群在一起。自2006年以来，他一直在碳世纪技术团队中从事研发工作，之后调任到企业的外部部门。他去开发区跟严立群谈判。“从事技术研发的成本非常高。工厂和设备的成本会影响R&D的投资，但所有的批准都是为了土地。地面上的建筑需要自己付费。我们怎么会有那笔钱？”张伟奕说。

严立群和张伟奕未能与江苏无锡的几个开发区进行谈判。

然而，另一边实验室的技术人员无法忍受这种焦虑和等待。“这种制备技术早就被制成公斤级，而这项研究已经终止了一年。公司仍然不能建工厂，也不能制造生产线。”

此时，技术团队的三名成员向严立群提出了辞呈，严立群在艰难的条件下幸存下来，但此时决定离开团队。

回忆起那些技术人员，“他们一年到头都与实验室的生活隔绝，每天都与机器和瓶子竞争，脾气非常暴躁。科学研究不能继续下去，他们无论如何也受不了，”严立群说。“这些人都是我带出来的。五年来，每个人都是我的辛勤工作。”

2011年至2012年间，几名技术人员离开了该团队。直到2013年初，碳世纪只剩下一名技术人员。据严立群说，这个人一开始就不得不离开，他去了另一个人的家劝他回来。当时，对方的妻子怀孕了。

与此同时，严立群和张伟奕继续寻求支持，总结经验，协商他们能得到的最佳待遇。

用你自己的汽车测试“碳动力”

2014年6月，碳世纪首次获得外部支持。江苏省无锡市惠山经济开发区允许碳世纪在该地区单独设立无锡碳世纪科技有限公司，并已获得当地政府提供的实验室和工厂，以及头三年的租金减免优惠政策。

随后，碳世纪在山东省潍坊市谈到了山东碳公司，并与该公司正式成立了合资企业，持有该公司50%的股权，并获得了3年8000平方米厂房和10000平方米实验楼的免费使用权。严立群决定在这一领域建立石墨烯原料生产基地，以开发下游产品研发。

不久，碳世纪获得了江苏省常州武进开发区的支持。在该地区设立的子公司由碳世纪全资拥有，并获得220万现金投资和1100平方米的厂房。严立群决定扩大石墨烯在这一领域的大规模生产，以建设吨位生产流程。

此时，严立群正在组建一个新的技术团队，留下唯一的“老手”，赶往常州规划建设一条生产石墨烯吨单层碳原子的示范线。

两个月后，队伍增加了几个人，常州工厂的选址工作也完成了。严立群带领新团队开始在空空.西伯利亚的工厂建造设备

2015年8月，碳世纪在常州建立的石墨烯生产示范线建设正式完成，11月3日，常州召开新闻发布会。“这在世界上是一个先例，碳世纪真正突破了石墨烯不能大量制备的问题。”

几乎在生产线完工的同时，碳世纪在北京召开了新闻发布会，发布了一种石墨烯产品:一种名为“碳伟”的机油添加剂。首次证实石墨烯可以以很低的含量添加到机油中，并产生很大的效果。

“谭薇”产品的研发始于2009年，四年后研发成功。2014年初正式转入产品路试，持续了一年。

产品经理徐婷讲述了测试阶段。为了测试产品的最佳添加量和润滑效果，企业需要使用不同的车辆，并按计划向机油中添加定量的碳产品，以比较油耗。然而，他们找不到愿意提供测试车辆的人。它们通常在刚张开嘴的时候就被堵住了。"哪种添加剂以前试过？"

“碳世纪”的经理徐婷回忆当时的经历说:“人们担心汽车会因为产品的不良反应而抛锚，他们总是希望有一些先例，但是“碳动力”的发展却没有先例。”

最后，阎立群拍了拍自己的大腿。“出去试试你自己的车！”

团队中的人看到了严立群树立的榜样，他们也贡献了自己的汽车。一辆车成功地试了试，然后使用了下一辆。添加剂的用量经过多次试验，最终找到最合适的值。

在第一批车辆测试成功后，企业最终找到了一个愿意租用卡车进行测试的组织。最后，完成了7辆小型车、3辆中型车和14辆重型卡车的实际道路测试，总距离为99万公里。

2015年7月，“碳动力”产品完成了一年半的路试，并送至清华大学汽车工程系进行测试。试验结果表明:“汽车动力性能可提高5%以上，平均每100公里油耗可节约7-8%。”同时，通过电子显微镜的显微镜检查，发现机油在汽车发动机轴瓦摩擦副表面形成了一层保护膜，降低了摩擦系数。

经过五年半的时间，从开发、测试到检测，这瓶石墨烯机油添加剂终于落地了。

“下次有人问我们是否有先例，我们会一起回答他。碳世纪是一个先例。”徐婷笑了。

技术是碳世纪的生命

经过两次新闻发布会，碳世纪开始接受一些合作企业和投资者的访问，准备向外界出口公司的技术。“技术已经成了，还要找市场定位来卖，比如碳发电项目，公司准备找公司合作，共同制造一种真正的润滑剂。”碳世纪的产品经理徐婷说，他的日常工作是接待外来者的来访，以便找到“志同道合”的合作伙伴。

每次见到客户，徐婷都是这样开场白:“我们做的是别人没有做过的事情，相关的报道找不到，科学研究文献中也没有证据，但你可以看看我们生产的产品，来判断我们掌握的石墨烯技术水平是否比别人好。”

在对外销售的同时，碳世纪开始打造自己的品牌。严立群和石墨烯品牌管理公司吉苏南瓜开始讨论企业品牌建设。

该公司首席执行官王一一表示:“近年来，出现了许多石墨烯企业，但行业以技术为先，绿色、低成本的制备技术和复合材料产品研发是行业的主要趋势。”

2015年，国务院正式颁布了《中国制造2025》，再次将石墨烯作为新能源列入议事日程，但该文件并未对石墨烯产业的发展方向给出任何规划和指示。北京工商大学从事石墨烯研究的杨彪教授说:“石墨烯仍然是一种新材料。哪里发展取决于市场上能生产什么产品，政府也不能做太多预测。”

目前，碳世纪的技术团队有30人，还在招聘更多的员工。与此同时，严立群开始规范团队的发展，初步筛选并淘汰了相关人员，另外两名来自英国曼彻斯特大学研究院的技术人员今年也加入了该团队。

严立群除了忙于公司的经营之外，还把更多的精力投入到科学研究上。“我亲自抓公司的每个项目。一般来说，当公司忙的时候，它会回到实验室。”他的眼睛很坚定。“我和我的团队一样是一个技术人员，不断向物质世界前进。”