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中国科技创新人才
“科技强国论坛”之科技领军人才系列谈第七场活动 ——石墨烯究竟是什么?
时间:2015-10-26 16:46
习近平主席于10月19日至23日对英国进行国事访问,被誉为是开启了中英的“黄金时代”。行程的最后一站,是前往英国曼彻斯特大学参观石墨烯研究所。那么,什么是石墨烯呢?这种材料究竟有怎样的价值使得习近平主席要在行程中安排这样一站?

科技部人才中心联合人民网共同策划了“科技强国论坛”之科技领军人才系列谈第七场活动,于10月23日邀请创新人才推进计划中青年科技创新领军人才北京理工大学曲良体教授、浙江大学林时胜副教授权威解读石墨烯。

石墨烯究竟是什么?怎么被发现的?

曲良体:石墨大家都比较熟悉,石墨粉用手一摸黑乎乎的,在地下埋藏了很多年了。石墨放大看是片层结构。常规会把石墨当做润滑剂来使用,尤其是当我们开门开锁的时候,常会把铅笔芯粉末放进去,使门锁变得好开。石墨结构一层一层是可滑动的,每一个单层拿出来就是石墨烯。它是由碳原子组成的纯的单层的纳米片,有一个碳原子的厚度。

林时胜:石墨烯基本是世界上最轻、最薄、恒导电、聚导热的一个新材料。这种新材料的发现应该是百年一遇的,所以是一个很伟大的发现。从2004年英国曼彻斯特大学发出第一篇关于石墨烯的论文之后,石墨烯逐渐地成为新材料之王。2010年,石墨烯研究促使两位科学家获得了诺贝尔物理学奖,更加激励了大批学者投入到石墨烯的研究中,极大推动了石墨烯的发展。

石墨烯有何价值?与我们的生活有什么联系?

曲良体:石墨烯的应用面是非常广的,它的不同性质可以在不同领域发挥作用。电子行业中,以计算机为例,石墨烯的应用将提高运算速度和减轻重量,会有很大的革新。能源方面,石墨烯可以在电池容量和充电速度方面有所发挥。智能化的产品比如触控产品,现在是硬质、脆性、不可弯曲的,而未来的发展方向则会是柔性、曲面的。

林时胜:石墨烯当前已经改变了一些我们熟知的领域,比如能源方面。以正在研发中的石墨烯太阳能电池为例,它可以使整个行业产生颠覆性的变革。于百姓来说,未来我们的手机待电时间会更长,在手机屏幕中可能也会找到石墨烯的身影,电动汽车充电速度会更快,跑的里程数也会更长。它的出现,会使我们的生活变得更加方便、快捷。石墨烯就像隐身衣,发现它不大容易,但是,它的作用在未来的生活当中可能是无处不在的。

从2004年石墨烯真正物理意义上的被发现,到现在大概12年的时间,对科研进程来讲是比较短的。在这么短的时间内,中国科学家在世界上已经占有一席之地,更说明了我们处于领先水平。国内在石墨烯方面与国外是有广泛合作的。石墨烯作为未来长期努力的一个方向,成为高科技实体经济的新增长点。习主席选择参观研究所,应该是基于当前经济形势的判断,特别是在第三季度的GDP消耗到7%以下的局面下,迫切需要浓重的一笔。

中国加强石墨烯研究价值几何?

曲良体:中国目前在研发、经费和人员投入方面都很具有吸引力。中国的智力优势很强,政府和企业积极参与,在国际上地位很高。外国企业很愿意和中国研发人员共同合作。但关键问题是,国内的研发与国外企业还有一段距离,迎头赶上还需要一段时间。在石墨烯研究中,面临两大瓶颈需要解决。一个是成本,一个是绿色高质量的技术还是比较缺乏的。

林时胜:中国目前在石墨烯的研究上是相当出色。政府投入了大量资金,来促使这一块的研发能有新的突破。现在的经济驱动,除了互联网+之外,迫切需要一个实体经济的出发点。石墨烯的应用几乎辐射到了通信以及能源的很多方面,这样的话,它可以带来的新的经济增长点,这也是为什么中国政府对此非常重视。

“石墨烯时代”离我们还有多远?

    曲良体:所谓的“石墨烯时代”可能更多指一种期望。石墨烯确实可以产生很大的影响,但是它只是科技时代发展的一个新生事物。作为时代比较具有代表性的东西,真正产生颠覆性变革,只能确实发生以后才可以下结论。科技是进步的,因此我们应该冷静看待,尤其是企业,不能盲目参与。 

    林时胜:从材料学的角度看,通信和能源行业的发展需要石墨烯。从经济增长的角度看,走向新高度也需要石墨烯。现在,从基础研究到应用,已经不像以前那么漫长,进程在大大缩短。相信在未来几年内,我们中国的老百姓将会在许多产品中找到石墨烯的影子!我们需要一些具有前瞻性的战略科学家,包括我们的政府,像习主席这次安排去英国参观石墨烯一样,来共同推动这件事情,这也影响到了这个时代有多长时间才能真正地被开启。我相信这些信号都是联结在一起的。在竞争当中有所合作,共同期待“石墨烯时代”。


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