石墨烯又將創造新奇跡

來源：廣西速聞

石墨烯科學家桂林"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(nei) 外石墨烯研究頂jian專(zhuan) 家等數十人，出席2018石墨烯研究進展會(hui) 議，共同探討石墨烯研究的新進展，他們(men) 認為(wei) "材料之wang"石墨烯又將創造新奇跡，不斷刷新人們(men) 對科技改變生活的認識。

諾沃肖洛夫：2D材料必將改變世界

英國科學家康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授，曾因成功剝離出石墨烯而獲得2010年諾貝爾物理將，他在大會(hui) 上以詳細的數據介紹了2D晶體(ti) 更具優(you) 異的性能。他說，現在世界上還是存在著很多2D的材料，等待著我們(men) 去研究和發現，我們(men) 可以進一步的擴展可用的二維材料的範圍，並且通過範德華力的異質結構，確實可以讓我們(men) 能夠把各種不同的晶體(ti) 結合到一起，產(chan) 生新的二維材料，而且可以幫助我們(men) 實現我們(men) 想要的功能。他表示，未來包括石墨烯在內(nei) 的2D新材料的應用必將改變我們(men) 的世界。

康斯坦丁·諾沃肖洛夫在接受采訪時認為(wei) ，石墨烯在將來的應用非常廣泛，特別是在器件方麵的應用上。在目前取得的研究進展中，有一些取得非常好的效果，希望將來能得到應用。但目前石墨烯仍然隻是一個(ge) "超級嬰兒(er) "，遠未成長起來，康斯坦丁教授曾對西莫西生產(chan) 企業(ye) 做過抽查，沒有一家企業(ye) 的石墨烯產(chan) 品的sp2雜化超過60%，石墨烯的研究道路依然漫長。

郭萬(wan) 林："水伏"發電前景誘人

現在地球麵臨(lin) 著缺少淡水的問題，還有變暖的問題。實際上變暖的水是充滿能量的。一個(ge) 地方的水含有的能量平均可以高達1200焦耳，這意味著一個(ge) 房間裏麵，兩(liang) 立方米的空氣就能夠包含著一個(ge) 巨大的能量。中國科學院院士、南京航空航天大學郭萬(wan) 林教授正是發展了這個(ge) 能量，於(yu) 是他的研究團隊試著將水進行蒸發，然後發現在這個(ge) 過程當中可以持續的發電，還可以達到一個(ge) 比較高的電流強度。對此他提出"水伏"的概念，這是一個(ge) 與(yu) "光伏"相對應的概念。他說，在納米結構的碳材料表麵進行水蒸發，在常溫條件下，可產(chan) 生1伏特的可持續電壓。

郭萬(wan) 林院士的研究表明，把石墨烯放在手機屏幕上，水滴在上麵一滾，就能生電，水滴滾得越快，發的電就越大，2平方厘米這麽(me) 一個(ge) 微米級的薄膜上，會(hui) 發1伏的電，隻要水不幹，蒸發產(chan) 生著，就能一直持續著發電，把這個(ge) 電進行疊加，發幾伏、10伏都沒有問題。郭萬(wan) 林原始的團隊在石英片上製備厘米尺寸的炭黑膜，進行親(qin) 水處理後，半浸入盛水燒杯中，常溫常壓條件下水自然蒸發，炭黑膜的兩(liang) 端就產(chan) 生約1V的電壓並能長時間地保持。實驗中，將4個(ge) 水蒸發發電裝置串聯起來，竟點亮了液晶顯示屏。他對此表示，可能在接下來的幾年中，大家可以用這個(ge) 技術給自己的手機充電或是用來發電了。

陳軍(jun) ：努力讓電動車安全"起飛"

能源已成為(wei) 人類在21世紀難題，開發清潔能源成為(wei) 世界共識，而新能源光電轉化與(yu) 儲(chu) 能科技在實現能源清潔利用和社會(hui) 發展中起重要作用。對此，中國科學院院士、南開大學化學學院院長陳軍(jun) ，在大會(hui) 上分享了合成的無機/有機和石墨烯複合材料在可充電鋰/鈉電池中表現出的良好電化學性能的研究進展成果。他說，石墨烯有很好的導電性，這一點可以解決(jue) 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(cong) 而提升電池裏電極材料的導電性，獲得好的能量。另外，石墨烯作為(wei) 一種電極中的活性物質，可以參加電極的電化學反應，特別是其體(ti) 積密度較低的優(you) 勢，可以有效提升電池的比能量。

他指出，目前新能源汽車已經上升為(wei) 國家戰略，受大眾(zhong) 的關(guan) 注，但在其研究領域上還有一些難點有待解決(jue) ，比如續航裏程、快速充電、生產(chan) 成本以及使用安全等問題。雖然大家都很期待科學家能研究生產(chan) 出一次充電就能跑300~500公裏，還能快充快放，得到安全使用的電動汽車，但如何增強電池的導電性一直是科學研究上的難點。他表示，用"麻雀雖小五髒俱全"來形容電池是再合適不過的了，而石墨烯是一個(ge) 很好的導電材料，今後他們(men) 研究團隊將會(hui) 更加注重能源化學的應用研究，讓石墨烯在能源化學這片廣闊的天地裏大有作為(wei) 。他相信，未來的電動汽車續航裏程會(hui) 不斷增加，使用更加安全，電動汽車逐漸走向智能化，甚至研究生產(chan) 出無人駕駛電動車、"會(hui) 飛"的電動車等很多高科技新能源汽車。

成會(hui) 明：已掌握製備高質量石墨烯材料的新工藝

中國科學院院士成會(hui) 明教授在本次大會(hui) 上作的《剝落法製備石墨烯及其它二維材料》報告就為(wei) 怎樣實現石墨烯量產(chan) 化、如何開發石墨烯潛在領域等問題找到了方法，吸引了現場很多專(zhuan) 家、學者以及企業(ye) 家的關(guan) 注。

他指出，石墨烯是一種非常特別的2D材料，它不僅(jin) 有非常的性能。還有非常出色的靈活性以及化學穩定性。它的表麵積很大，易於(yu) 組裝，並且易於(yu) 功能化。但目前石墨烯的市場成本比較高，在質量、製造裝備、以及價(jia) 格等方麵仍有巨大的改善空間。

成會(hui) 明教授的研究團隊通過插層膨脹液相剝離和電化學剝落工藝，從(cong) 天然石墨中大量製備出高質量石墨烯材料，使其在複合材料、儲(chu) 能、導電油墨等方麵有著廣泛的應用。他說，我們(men) 不僅(jin) 要擁有很多二維材料的金屬化合物，還要擁有其他一係列的材料。比如絕緣體(ti) 、一些半金屬或具有金屬性質的物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(chuan) 感器、複合材料、儲(chu) 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(men) 必須要開發出很好的工藝，也需要使用不同的二維材料來設計和構建這個(ge) 異質結構，並且我們(men) 還要想辦法開發二維材料的*的屬性，製備"*級"的應用，讓它們(men) 在現實生活中能夠得到商用。

科雷亞(ya) ：中國石墨烯研究將會(hui) 創造奇跡

組委會(hui) 聯合主席安東(dong) 尼奧·科雷亞(ya) 指出，石墨烯現在是一個(ge) 很熱的話題，都處於(yu) 一個(ge) 大力研究的狀態。目前各國科學家正在把研究成果用於(yu) 產(chan) 品的生產(chan) 中，比如美國日本等企業(ye) 正在將石墨烯應用到手機的製造中。但是石墨烯材料的研究和運用還需要進一步提高，工業(ye) 生產(chan) 隻是石墨烯應用的一部分，更多的應用領域和空間還有待探究，這是一個(ge) 很大的話題。

他認為(wei) ，石墨烯材料的研究在中國得到了許多支持，中國開展石墨烯研究的積極性比較高，現在越來越多關(guan) 於(yu) 石墨烯和二維材料的會(hui) 議和研討會(hui) 在中國舉(ju) 辦，一次又一次掀起了石墨烯研究熱潮。相比較美國在這方麵的研究沒有這麽(me) 高的熱情，政府和社會(hui) 支持石墨烯研究的力度也沒有中國大，他相信，中國在石墨烯研究領域將會(hui) 創造出令世界驚歎的奇跡。

劉忠範：能夠控製石墨烯10微米的尺寸

中國科學院院士劉忠範教授表示，他的研究團隊就做到了對石墨烯尺寸的控製。他在報告中首先分享了他與(yu) 他的研究團隊自2008年進入石墨烯研究領域以來，發明的輥可伸縮生長技術和儀(yi) 器、4英寸單晶石墨烯晶片和儀(yi) 器、快速生長技術、高載流子遷移率摻雜生長、超潔淨石墨烯的CVD生長技術等。他們(men) 在"石墨烯之旅"所取得的研究進展讓現場的與(yu) 會(hui) 嘉賓收獲頗豐(feng) 。

劉忠範教授表示，如果想要獲得大規模的製備高品質石墨烯，必須要把一係列的變量控製好。他說，由於(yu) 大家都麵臨(lin) 著如何控製石墨烯尺寸的問題，所以針對這個(ge) 問題他們(men) 團隊做了相關(guan) 的研究與(yu) 探索，並在2009年的時候就已經能夠控製到10微米的尺寸。現在他們(men) 可以通過把它的尺寸做到更小來獲得量產(chan) 的效果，也可以用新技術獲得非常高速度的高品質石墨烯的生長，而能夠提高成長率也就意味著降低了石墨烯的成本。

何國強：廣西發布中國首ge石墨烯係列地方標準

何國強教授在接受采訪時指出，廣西的石墨烯研究進展喜人，2016年搭建完成先進的石墨烯研究和檢測平台，先進儀(yi) 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(yi) 、X射線衍射儀(yi) 、X射線光電子能譜、比表麵測試儀(yi) 等，成立了廣西石墨烯研究院，為(wei) 廣西石墨烯前沿研究提供了良好的平台和條件。

2016年12月廣西發布了中國首ge石墨烯係列地方標準，廣西大學沈培康、何國強教授等人積極參與(yu) 石墨烯國家標準和標準的製定工作。

廣西部分石墨烯研究達水平，尤其在基礎研究方麵，發展出了一種三維石墨烯的可控製備方法，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(you) 異，在電催化、電化學儲(chu) 能、導電導熱等領域具有廣闊的應用前景。同時還發展出了一種全新的石墨烯量子點電化學製備方法學及其機理，該石墨烯量子點的缺陷、尺寸可調控，能進行超高雜原子摻雜和表麵修飾，摻雜量超過30%，在電催化、光致發光、靶向治療等領域具有廣闊的應用前景。相關(guan) 研究成果發表在期刊Advanced Materials、ACS Catalysis、Journal of Materials Chemistry A等。除此之外，還開展其他領域的石墨烯研究並取得了長足的進步。

廣西大學何國強教授團隊合成了超高雜原子摻雜的石墨烯量子點，並將其應用於(yu) 質子交換膜燃料電池和金屬空氣電池，顯示出優(you) 異的氧還原電催化活性和耐久性，目前已成功應用於(yu) 商業(ye) 化產(chan) 品。