打入智能终端 攻关新能源 这位80后硬核开启石墨烯“宝藏”

2004年，英国曼彻斯特大学的物理学家康斯坦丁·诺沃肖洛夫和安德烈·海姆采用剥离的方法，用胶带将高定向裂解石墨（HOPG）不断减薄，却意外地首次获得了单层碳原子晶体材料石墨烯，并由此荣获2010年诺贝尔物理学奖。

从2004年在实验室被发现，到2010年发现者被授予诺贝尔奖，再到2015年步入石墨烯商业化元年，石墨烯的商业化历程或许可以用“轰轰烈烈”来形容。

作为一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，石墨烯具有超薄、超轻、超高强度、超强导电性、优异的室温导热和透光性，其结构非常稳定。这种神奇的材料不仅有望使锂电池功效倍增，更有望替代硅，制造未来新一代超级计算机。

基于石墨烯相关研究近18年的经验，及对未来应用的强烈信心，广东墨睿科技有限公司（以下简称“墨睿科技”）董事长蔡金明“开荒式”地打造出石墨烯原料制备、创新产品开发、材料智能制造的全产业链高科技新材料企业，以定制化石墨烯为核心，从热管理应用、新能源与器件为应用方向，构筑起石墨烯的"技术版图"。

另外，消费电子、生物医疗、新能源车，半导体器件，甚至量子器件这些领域的“宝藏”都等待着开启。手握“密钥”石墨烯技术，蔡金明对目标规划十分明确，眼下等着他开启的，是如火如荼的新能源汽车市场。

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以定制化石墨烯为核心

2003年，蔡金明进入中国科学院物理研究所高鸿钧院士课题组研究低维纳米材料。2004年，石墨烯的发现成为该领域的重大突破，蔡金明与石墨烯的缘分从此展开。

彼时，对石墨烯一知半解的蔡金明并不清楚石墨烯的应用前景有多广泛。但在此后的10年里，渴望揭开石墨烯神秘面纱的他，在科研路上越扎越深，其石墨烯相关科研成果斐然。

2009年博士毕业后，蔡金明前往国外继续从事石墨烯研究，2010年，他迅速在国际顶级学术期刊《Nature》发表了关于石墨烯的重要突破性论文，该成果还入选了Nature出版社评选的“image of the year, 2010”。随后他又在Nature Nanotechnology、Nature Communications、JACS、ACSNano等国际顶级学术期刊上发表石墨烯的研究成果。迄今为止，蔡金明已经发表100余篇SCI论文，引用超过7000次，另外还斩获6项国际专利，授权和受理200余项中国专利。

不过，蔡金明认为纸上得来终觉浅，他笃定石墨烯将来必有大用，并认为要是能运用自己在石墨烯领域的10年科研基础，深入推动石墨烯相关研究的产业化，才不负这披荆斩棘的漫漫科研路。2014年，他决定回国，彼时国内的石墨烯商业化已遍地开花。在充分调研后，2015年，他选择在东莞创办墨睿科技，并致力于打造出一家“学研产用”四极融合,“科研制造”双擎驱动的高新技术企业。

“公司成立初期，墨睿科技就坚持开发不同的石墨烯制备方法、量产工艺，以石墨定制化为核心。”据蔡金明介绍，使用不同的方法制备出的石墨烯具有不同的性能，目前主要有机械剥离法、化学氧化还原法、分子束外延生长法和化学气相沉积法（CVD）等几种制备方法。不同方法制备出的石墨烯，不仅影响石墨烯的性能，更影响其质量和成本以及应用领域，可以满足下游客户的不同需求。”

目前，墨睿科技已掌握了以上提到的多种石墨烯制备方法，以定制化石墨烯为公司核心，并成功制备出机械剥离石墨烯粉体、化学氧化石墨烯粉体、还原氧化石墨烯粉体、CVD铜基底石墨烯薄膜、BCVD石墨烯粉体等石墨烯原料。

“定制化石墨烯就是墨睿科技的核心技术。”蔡金明坦言，8年来墨睿科技潜心钻研石墨烯的规模制备方法，深究不同方法制备出来的石墨烯具有哪些不同的特性，再通过复合等方式不断调控石墨烯以获得新特性。

石墨烯导热膜原膜

基于各种优异特性的石墨烯原料，墨睿科技在热管理应用和新能源应用领域开发出系列产品，并被广泛应用。继石墨烯导热膜，石墨烯微纳腔相变均温板等产品发布后，2023年8月14日，在小米举办的产品发布会上，墨睿科技的全新革命性产品--石墨烯微纳腔导热膜首次亮相。此款石墨烯微纳腔导热膜应用在红米K60至尊版手机上面，覆盖手机整个屏幕IC区域，兼具散热、填缝、缓冲三大功能，核心热区温度直降2.5℃。

据了解，该产品首次被导入手机端应用，采用了石墨烯为基体材料，精细制造微/纳级孔洞，形成独特微纳腔结构，使其具有优异的压缩回弹性，在压缩量为80%的前提下，回弹应力仅为0.017MPa。同时，该产品还突破了使用传统泡棉材料导热性能差的技术瓶颈，充分利用了石墨烯卓越的导热特性，热导率超过100W/mK，在满足填补空隙需求的同时有效提升手机散热效率，弥补了3C端对导热材料的多维要求空白，为技术发展带来了更为全面和高效的解决方案。

蔡金明表示，因其独特的微纳腔结构能为柔性屏提供必要的支撑和缓冲作用，未来可广泛适用于储能电池、新能源汽车、移动通讯设备、轻量化便携式设备等领域，是一种先进的导热多功能材料。

不难发现，掌握多种石墨烯制备方法和多种不同特性石墨烯的墨睿科技，能根据客户的应用需求、性能需求、成本需求等，定制出满足其需求的石墨烯材料或产品，亦是这家高新技术企业的核心竞争力。

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瞄准3C电子与新能源汽车

掌握着石墨烯多种制备技术，意味着拥有了一把“万能钥匙”。

尽管主打定制化石墨烯材料及产品，但墨睿科技并非只是被动地等待客户提出需求，而是综合市场需要及石墨烯的良好导电性、导热性等特性，先选定热管理应用、新能源应用方向打造拳头产品，为客户提供应用解决方案。
“凡是用电的东西都有热管理需求，墨睿科技的热管理产品是从2019年开始慢慢进入市场，2020年初开始量产并不断做大做强，可以说热管理是墨睿科技目前最成熟的一个应用领域。”

据了解，墨睿科技的石墨烯导热膜以氧化石墨烯为原料，热导率高、柔韧性好，可连续弯折上万次而性能无衰减，可广泛应用于智能手机、笔记本电脑、汽车、储能等各类设备的热管理。

另外，其石墨烯微纳腔相变均温板具有导热性能优异、热焓值高、密度低的特点，可应用于3C电子和新能源汽车的超级快充等方向。

石墨烯微纳腔超导膜

除了导热，导电也是石墨烯的特性之一，蔡金明相信，机会总是留给有准备的人。尽管是从科研出身创业，但蔡金明总能对市场风向标保持敏锐嗅觉。“近年来锂离子电池或新能源汽车的需求越来越大，墨睿科技从2016年开始做新能源方面的研究布局，7年的技术沉淀也是为了在机会来临时迅速实现产业转化，新能源方向是公司当下重点突破的领域。”

锂离子电池作为二次电池，其性能优异、应用领域广，但受限于电极材料的结构与电解质的性能，锂离子电池的功率性能相对较弱，如何提高锂离子电池的功率密度并进一步增大其能量密度是当前研究的热点和难点。

据介绍，将石墨烯粉体应用到锂离子电池中可以显著提升电池相关性能。另外，相比于传统导电添加剂，石墨烯导电剂的优势在于能用较少的添加量，达到更优异的电化学性能。

墨睿科技开发出的还原氧化石墨烯粉体，通过还原工艺去除氧化石墨烯表面的含氧官能团，修复部分结构缺陷后所得的材料，其具备导热、导电性能优异，层数少，缺陷少，电阻率低至20mΩ·cm，碳含量超过98%等特点。可以利用其良好的特性添加至电池正极/负极材料体系上形成高效的导电网络，提升电极的压实密度、高倍率性能、极端温度性能、使用寿命等。该产品可应用于锂离子电池、储能材料、导电油墨等多个方向。

“新能源汽车已经成为重要的产业方向，这也是墨睿科技接下来2~3年重点突破的领域。”对于墨睿科技发展方向的把握，蔡金明信赖自己的判断。

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科研与制造双擎驱动

重科研、轻制造或许是科研者创业容易陷入的惯性困境。但蔡金明认为，只有依靠科研与制造双引擎驱动，才能打通科学研究与产业落地之间的缺环。显然，墨睿科技也是这么做的。

据悉，墨睿科技的研发创新团队以国家引进海外高层次人才蔡金明为带头人，团队包括6名国家高层次人才，博士11名，研发人员50余名，其中研发人员占公司成员的一半以上。

近20年的石墨烯科学研究积累，让蔡金明更坚信科学研究是高新技术企业的命脉，而制造环节则是科研成果落地的根基。在他看来，要想把科学研究转换为产业成果，必须将制造与科研放在同等位置。

蔡金明介绍道，成立之初，“制造转化”是新材料前期团队的薄弱环节，因此这墨睿科技先引进了有制造业经验的总经理、运营总监、产品总监、市场和销售总监等人才，同时引进如云天化集团等在制造端实力超强的合作伙伴，以强化墨睿科技的制造环节。

此外，墨睿科技总部位于“世界工厂”东莞，这座城市的超强制造水平也赋予了其更多的制造基因。“每当墨睿科技有制造需求，都能在东莞周边找到相关合作伙伴，这也助推了墨睿科技实现科研与制造‘两条腿’走路。”

制造这条“腿”，同样强劲有力。目前，墨睿科技的化学法石墨烯年产能达1000吨，在国内同类石墨烯企业中产能排在前列；其导热膜年产能达100万平方米。

“墨睿科技从2019年开始做工厂扩建，现在公司整体的交付能力、量产能力都没有问题。”提及此，蔡金明的话语中多了一分欣慰。

8年来，墨睿科技致力于打造学、研、产、用结合发展的石墨烯产业平台，旨在实现从基础研究到产业端的快速转化，通过石墨烯上下游技术与应用产品示范推广，构筑以石墨烯应用企业为主体的产业链集群。

在蔡金明看来，成为石墨烯行业领跑者，是墨睿科技不容推卸的使命。

“做研发，我们可以发高水平的论文；做产品，我们可以做拳头性的产品，这是墨睿科技值得骄傲的成就，也是墨睿科技秉持初心一直在坚持的理念。”10年潜心做科研、8年勇敢闯市场，赋予了蔡金明更多驰骋石墨烯市场的自信和底气。