对话石墨烯之父：石墨烯真正应用恰逢其时

时间:2016-04-21 10:07来源:科技日报作者:西顾

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　　石墨烯作为革命性的新材料，具有高导电性、高强韧度等特点，未来发展前景十分广阔。去年10月，国家主席习近平参观英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究院时，曾指出“中国是石墨烯研究和应用开发最活跃的国家之一”。为及时跟踪石墨烯最新发展动态，加强中外石墨烯科技交流，本报将陆续推出这一领域国内外重点科研院所和企业的最新技术研发，以及产业发展趋势的深度报道，以飨读者。

　　如果说上帝创造了世界万物的话，现在因研究石墨烯获得2010年诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫，正在尝试创建不一样的东西——超越石墨烯本身，按需设计从原子到产品的性能，探寻这种二维材料带来的新机遇。

　　4月14日，身着白衬衣蓝牛仔裤休闲鞋，外加背着双肩包，这位石墨烯界的大明星、英国曼彻斯特大学的著名教授，低调现身于清华大学深圳研究生院召开的第三届石墨烯高峰论坛。期间，记者就石墨烯最新研究进展、如何看待石墨烯产业近况等问题，见缝插针地进行了采访。

　　“跳出箱子思考并构建新材料”

　　因在二维石墨烯材料的开创性实验，诺沃肖洛夫与其导师安德烈·海姆教授共享2010年诺贝尔物理学奖，那时他年仅36岁。由此，石墨烯界亲昵地称他“小诺”。

对话石墨烯之父：石墨烯真正应用恰逢其时

　　小诺记得，最初发现石墨烯是一个周五的夜晚，之所以对这一时刻记忆犹新，主要得益于当时海姆教授引进的一个新概念——“跳出箱子思考”，即思索那些非主流研究方向的问题，尝试之前不可能之事。而他现在从事的研究可谓又一次跳出箱子的思考。

　　石墨烯是通过胶带法从铅笔里的石墨中分离出来，这种具有优异性能的二维材料是大自然中本来存在的物质，也是现在很多业内人士的主要研究对象。而小诺决定做些超越石墨烯本身的工作，创建新的二维材料。其中一个主要途径就是扩展石墨烯的“朋友圈”，加入更多的好友，探索它在与其他二维材料互动时会不会很“激动”而表现出哪些有趣的性质。

　　在实验室，小诺选取不同性质的二维材料，与石墨烯叠加整合在一起，如在石墨烯上附着一层氮化硼或者二硫化钼、再或氮化物，探察它们接触后界面的性能，只见有的电子发生自我旋转；有的电子出现横向位移、自行排列；有的会使LED的量子效率大幅提高，等等。

　　他介绍说，未来或可根据实际应用人工排列分子，从原子到产品，任意设计电子、机械结构，以及非常复杂的异质结构，创造出世界上不存在的材料，赋予其在自然界中不具备的特性。从而，探寻这种材料的更多潜在应用，构建理想的二维材料“博物馆”。

　　“石墨烯真正应用恰逢其时”

　　曾经在一起做研究的这两位石墨烯界大咖诺沃肖洛夫和海姆，现在的研究方向似乎大为不同：海姆饶有兴味地研究如何用石墨烯解决现实中的一些问题，如海水快速淡化与净化等；而诺沃肖洛夫显然比较醉心于设计下一代的石墨烯复合材料。

　　诺沃肖洛夫对记者坦言：“我现在的主要工作是做基础研究，关注微电子元器件领域，特别是将石墨烯和其他二维材料结合在一起，原则上提供了一系列可以研究的有趣课题，包括电子学、光学、化学、能源和生物应用。目前，我在研究中只是做了一些小的尝试，以增加石墨烯的生产规模、发掘和增添其优异性能。不过，如果有时间和机会，我倒愿意做一些不同的事情，帮助一些公司寻找石墨烯新的用途。”

对于许多人渴望石墨烯能尽早为日常生活中所用的心情，诺沃肖洛夫指出：“石墨烯产品并非一夜即会出现”杀手级“产品，那一天的到来尚需很长的历程。”

　　诺沃肖洛夫强调，“当下我们所处的阶段，正在努力寻找一些石墨烯的应用方向，已有一些相应的产品出现在市场上。我们不仅仅要关注石墨烯的基础科研，还要放眼其真正的应用，现在正恰逢其时！”

　　“中国石墨烯研究与国际基本同步”

　　如今，几乎每年诺沃肖洛夫均造访中国几次，有时来做学术演讲，有时推动大学、科研机构的教育发展，还会了解国内的一些合作项目，促进产业化进程。

　　据统计，目前世界上发表有关石墨烯的论文1/3来自中国。诺沃肖洛夫对此谈了自己的看法。他肯定道，“中国从石墨烯的基础研究到实际应用，与国际基本同步，一些方面还有所超过，有些方面已与英国很接近。”

　　诺沃肖洛夫还对目前从事石墨烯研究的莘莘学子给出建议：“无论是努力程度，还是聪明才智，我认为中国的学生与国外学生没有不同。一般我不大会给谁建议，不过谈到石墨烯的研究，我以为重要的是坚持自己，下决心去做令自己感兴趣的课题，而不是追捧当下最流行的东西，然后，就是锲而不舍。”

　　就在小诺即将回国之际，他意外地收到了中国石墨烯业界专为他定制的一份特别礼物——银基烯碳新材料股份有限公司通过3D打印技术制作的石墨烯模型工艺品。其中，黑色的石墨烯分子结构部件由含有石墨烯高分子材料打印成型，融合了石墨烯和3D打印两个颠覆性技术，体现了未来科技的发展趋势。而且，其上还镌印着他的名字。

　　诺沃肖洛夫笑纳着说，回英国曼彻斯特大学后要为此立个项目，让他的学生检测一下它是不是导电。最后，他感言道：“迄今，我们上下求索研究石墨烯的历程约二十载，希望大家能够继续坚持下去，在这条道路上行得更远，真正实现石墨烯的广泛应用，最终能够开花结果！”

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