石墨烯又將創造新奇跡

來源：廣（guǎng）西速聞

石墨（mò）烯科學家桂林"論劍"，諾貝爾獲獎者康斯坦丁•諾沃肖洛夫、中國科學院院士、國內外石墨烯研究頂jian專家等數十人，出席2018石墨烯研究進展會議，共同探討石墨烯研究的新進展（zhǎn），他們認為"材料（liào）之wang"石墨烯又將創造新奇跡，不斷刷新人們對科技改變生活（huó）的認識。

諾沃肖洛夫：2D材料必將改變世界

英國科學（xué）家康斯坦丁·諾沃（wò）肖洛夫教授，曾因成功剝離出石墨烯而獲（huò）得2010年諾貝爾（ěr）物理將，他在大會上以詳細的數據介紹了2D晶體更具優異的（de）性能。他說，現在世（shì）界上還是存在著很多2D的材料，等待著我們去研究和發現，我們可以進一步的擴展可用的二維材料的範圍，並且（qiě）通過（guò）範德華力的異質（zhì）結構，確實可以（yǐ）讓我們能夠把各種不同的晶體結合到一起，產生新的二維材料，而且（qiě）可以幫助我們實現我們想要的功能。他表（biǎo）示，未來包括石墨烯在內的2D新材（cái）料的應（yīng）用必將改變我們的世界。

康斯坦丁·諾沃肖（xiāo）洛（luò）夫（fū）在接受采訪時認為，石墨烯在將來的（de）應用非常（cháng）廣泛，特別是（shì）在器件方（fāng）麵的應用上。在目前取得的研究進展（zhǎn）中（zhōng），有一些取得非常好的效果，希望（wàng）將來能得到應用。但目前石墨烯仍然隻是一個"超級嬰（yīng）兒"，遠未成長起來，康斯坦丁教授曾對西莫（mò）西生產企業做過抽查，沒（méi）有一家企業的石墨烯產品的sp2雜化超過（guò）60%，石墨烯的研（yán）究道路依然漫（màn）長。

郭萬林："水（shuǐ）伏"發電前景誘（yòu）人

現在地球麵臨著缺少淡水的問（wèn）題，還有變（biàn）暖（nuǎn）的問題。實際上變暖的水是充滿能（néng）量的。一個地方的水含有的能量平均可以高達1200焦耳，這意味著一個房間裏麵，兩立方米的空氣就能夠包含著（zhe）一個巨大的能量。中國科學院院士、南京航空航天大學（xué）郭萬林教授正是發展了這個能量，於是他的研究團隊試著將水進行蒸發，然後（hòu）發現在這個過程當中可以持續的發電，還可以達到（dào）一個比較高（gāo）的電流強度。對此他提出"水伏"的（de）概念，這是一個與"光伏"相（xiàng）對應的概念。他說，在納米結構的碳材料表麵進行（háng）水蒸發，在常溫條件下，可產生1伏特的可持續電壓。

郭萬林院士的研究表明，把石（shí）墨烯放在手機屏幕（mù）上，水（shuǐ）滴在上（shàng）麵一滾，就能生電，水滴滾得越快，發（fā）的（de）電就越大（dà），2平方（fāng）厘米這麽一個微米級（jí）的薄膜上，會發1伏的電，隻要水（shuǐ）不幹，蒸發產生（shēng）著，就能（néng）一直持續著發電，把這個（gè）電進行疊加（jiā），發（fā）幾伏、10伏都沒有問題。郭萬林原始的團隊在石英片（piàn）上製備厘米（mǐ）尺寸的炭黑（hēi）膜，進行親水處理後（hòu），半浸入盛水（shuǐ）燒杯中（zhōng），常溫常壓條件下水（shuǐ）自然蒸發，炭黑膜的兩端就產生（shēng）約1V的電（diàn）壓並能長時間（jiān）地保持（chí）。實驗（yàn）中，將4個水（shuǐ）蒸發（fā）發電裝置串聯起來，竟點亮了液晶顯示（shì）屏。他對此（cǐ）表示，可能在接下（xià）來的幾年中，大家可以用這個技術（shù）給自己的手機（jī）充電或是用來（lái）發（fā）電了。

陳軍：努力讓電動車安全"起（qǐ）飛"

能源已成為人類在（zài）21世紀難題，開發（fā）清潔能源成為世界共識，而新能源（yuán）光電轉化與儲能科（kē）技在實現能源清（qīng）潔利用和社（shè）會發展（zhǎn）中起（qǐ）重要作用。對此，中國科（kē）學院院士、南開大（dà）學化學學院院長陳軍（jun1），在大會上分享了（le）合成的無機/有機和石墨烯複合（hé）材（cái）料在可充（chōng）電鋰/鈉電池中（zhōng）表現（xiàn）出的良好電化學性能的研究進展成果。他（tā）說，石墨烯有很好的導電（diàn）性，這一點可以解決電池普遍存在的導電性差、需要添加很多導電材料等問題，從而提升電池裏電極材（cái）料的導電性，獲得好的能量。另外，石墨烯作為（wéi）一種電極中的活性（xìng）物質，可以參加電極的電化學反（fǎn）應，特別是其（qí）體積密（mì）度較低的（de）優勢，可以有效提升電池的比能量。

他指出（chū），目前新能源汽車已（yǐ）經（jīng）上升為國家戰略，受大眾的關注，但（dàn）在其研究領（lǐng）域上還有一些（xiē）難點有待解決，比如（rú）續航裏程、快速充電、生產成（chéng）本以及使用安全（quán）等問題。雖然大家都（dōu）很期待科學家能研究生產出一次充電就能跑300~500公裏，還能快充快放，得到安全使（shǐ）用的電動（dòng）汽車，但如（rú）何（hé）增強電池的導電性一直是科（kē）學研究上的（de）難點。他表示，用"麻雀雖小五髒（zāng）俱全"來形容電池是再合適不過的了，而石墨烯是（shì）一個（gè）很好的導電材料，今後他們研究團隊將會更加注重（chóng）能源化學（xué）的（de）應用（yòng）研究，讓石墨烯在能源化學這片廣闊的天地裏大有作為（wéi）。他相信，未來的電動汽車續航裏程會不（bú）斷增加，使用更加安全，電動汽車逐漸（jiàn）走向智能化，甚至研究生產出無人駕駛電動（dòng）車、"會飛"的電動車等很多高科技（jì）新（xīn）能源汽車。

成會明：已掌握製備高質量石墨烯材料的新（xīn）工藝

中國科（kē）學院院士成會（huì）明教授在本次大會上作的《剝落法製備石墨烯及其它二維材料》報告就為怎樣實現石墨烯量產化、如何開發石墨（mò）烯潛在領域等問題找到了方法，吸引了現場很多（duō）專家、學者以及企業家的（de）關注。

他指出，石墨烯是一種非常特別的2D材料，它不僅有非常（cháng）的性能（néng）。還有非常（cháng）出色的靈活性以及（jí）化學穩定性。它的（de）表麵積很大，易於組裝，並且易於功能化。但目前石墨烯的市場成（chéng）本比較高（gāo），在質量、製造裝（zhuāng）備、以及（jí）價（jià）格等方麵仍有（yǒu）巨（jù）大的改善空間。

成會明教授的研究團隊通過插層膨脹液（yè）相剝離和電化學剝落工藝，從天然石墨中大（dà）量製備出高質量石墨烯材料，使（shǐ）其在複合材料（liào）、儲能、導電油（yóu）墨等方麵有著廣泛的應用。他說，我們不僅要擁有很多二維材料的金屬化合（hé）物，還要擁有其他一係列的材料。比如絕緣體、一些半金屬（shǔ）或具有金屬性質（zhì）的物（wù）質等這樣的一些二維的材料有望在很多的領域獲得應用，包括有納米電子、光調製器、傳感器、複合材料、儲能設備等一些潛在的應用領域。因此，在石墨烯和二維材料的研究領域，我們必須要開發出很好的工藝，也需要使用（yòng）不同的二（èr）維材料來設計和構建這個異（yì）質結構，並且我們（men）還要想（xiǎng）辦（bàn）法開發（fā）二維材（cái）料的*的屬性，製備"*級"的應用，讓它們在現實（shí）生活（huó）中能夠得到（dào）商（shāng）用。

科雷亞：中國石墨烯研究將會創造奇跡

組委會聯合主席安東（dōng）尼（ní）奧·科雷亞指出，石墨（mò）烯現在是一個（gè）很熱的（de）話題，都處（chù）於一個大（dà）力研究的狀態。目前各國科學家正在把研究成果用於產品的生產中，比如美國日本等企業正（zhèng）在將（jiāng）石墨烯應用到手機的製造中（zhōng）。但是石墨烯材料的研究和運用還需要進一步提（tí）高，工業生產隻是石墨烯應用的（de）一（yī）部分，更多（duō）的應用領域和空間（jiān）還有待探究，這是一個很大的話題。

他認為，石墨烯材料的研究在中國得到了許多支持，中國（guó）開展（zhǎn）石墨烯研究的積極性比較高，現在越來越多關於石墨烯和二維材料的會議（yì）和研討會（huì）在中國舉辦，一次又一次掀起了石墨烯研究（jiū）熱潮。相比較美國在這方麵的研究沒有這麽高的熱（rè）情，政府和社會支（zhī）持石墨烯研究的力度也沒有中國大，他相信，中國（guó）在石墨烯研究領域將會創造出令（lìng）世界驚歎的奇跡。

劉忠範：能夠控製石墨烯10微（wēi）米的尺寸

中國科學院院士劉忠範教授（shòu）表示，他的研究團隊（duì）就做到（dào）了對（duì）石墨烯尺寸的控製。他在報告中首先分享了他與他的（de）研究團隊自2008年進（jìn）入石墨烯研究領域（yù）以來，發明（míng）的輥可伸縮生長（zhǎng）技術和儀器、4英寸單晶石墨烯晶片和儀（yí）器、快速生長技術、高載流子遷移（yí）率摻雜生長、超潔淨石墨烯的（de）CVD生長技術等（děng）。他們在"石墨烯之旅"所取得的研究進（jìn）展讓現場的與會嘉賓收獲頗豐。

劉忠範教授表示，如果（guǒ）想要獲得大規模的（de）製備（bèi）高品質石墨烯，必須要把一係列的變量（liàng）控製（zhì）好（hǎo）。他說，由於大家都麵臨著如何控製石墨烯尺寸的問題，所以針（zhēn）對這個（gè）問題他們團隊做（zuò）了相關的研究與探索（suǒ），並在2009年的時候就已經能夠（gòu）控製到10微米的尺寸。現在他們可以通（tōng）過把它的尺寸（cùn）做到更（gèng）小來獲得量產的效果，也可以（yǐ）用新（xīn）技術獲得非常高速度的高（gāo）品質（zhì）石墨烯的生長，而能夠提高成（chéng）長率也就意味（wèi）著（zhe）降低了石墨烯的成本。

何國強：廣西發布中（zhōng）國首ge石墨烯係列（liè）地方標準

何國強教授在接受采訪時指出，廣西的（de）石墨烯（xī）研究（jiū）進展（zhǎn）喜人，2016年搭建（jiàn）完（wán）成先進的石墨烯（xī）研究和檢測平台，先進儀器包括球差校正透射電鏡、掃描電鏡、原子力顯微鏡、拉曼光譜儀、X射線衍射儀、X射線光電子能譜、比（bǐ）表麵測試（shì）儀等，成立（lì）了廣西石墨烯研究院，為廣西石（shí）墨烯前沿研究提供了良好的平台和（hé）條件。

2016年12月廣西發布了中國首ge石墨烯係列地方標準，廣西大學沈（shěn）培（péi）康、何國強教（jiāo）授等人積（jī）極參（cān）與石墨烯國家標（biāo）準和標準的製定工作。

廣西部分（fèn）石墨烯研究達水平，尤其在基礎（chǔ）研究（jiū）方麵，發展出了一（yī）種三維（wéi）石（shí）墨烯的可控（kòng）製備方法，在原子和離子微觀尺度上原位高溫催化製備出三維結構的（de）石墨烯，該三維結構同時含有sp2鍵和sp3鍵，其導電性、電化學、比表麵積和孔隙率等方麵性能優異，在電催化、電化學儲能、導電導熱等領域具（jù）有廣闊的應用前景。同時還發展出了一種全（quán）新的石墨烯量（liàng）子點電化學（xué）製備方法學及其機理，該石墨烯量子點的缺陷、尺寸可調控，能進行（háng）超高雜原子摻雜和表麵修（xiū）飾，摻雜量超過30%，在電催化、光致發（fā）光、靶向治療等領域具有廣闊的應用前景。相關研究成果發表在（zài）期刊Advanced Materials、ACS Catalysis、Journal of Materials Chemistry A等。除（chú）此之外，還開展其他領域的石墨烯研究並取得了長（zhǎng）足的進步。

廣西大學何國強教授團隊合成了超高雜原子（zǐ）摻（chān）雜的石墨烯（xī）量（liàng）子點，並將其（qí）應用於質子交換膜燃（rán）料電池和金屬空氣電池，顯示出優異的氧還原（yuán）電催化活性（xìng）和耐久性，目前已成功應用於商業化產品。