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英國曼徹斯特大學教授安德烈·海姆,是世界上最早成功剝離出單層石墨烯的科學家之一,并獲得了2010年諾貝爾物理學獎,因此又有“石墨烯之父”之稱。
安德烈·海姆日前對筆者說:“一般來說,一個新材料從實驗室走到產業化需要40年左右的時間,但是石墨烯只用了不到10年。這是因為石墨烯有很多優秀的特性,它的堅硬程度、導電導熱性等等,讓石墨烯成為了從學術研究轉化到實際應用最快的材料。”
安德烈·海姆說:“中國在石墨烯產業化應用方面起著引領世界的作用,中國做的已經超出了我的想象。”
9月下旬,第四屆中國國際石墨烯創新大會暨中國國際石墨烯材料應用博覽會在南京舉行。圖為參觀者在參觀石墨烯潤滑油。
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石墨烯為生活用品“升級”
人類生活方式的變革,與新材料的發明發現有著密切的關系。傳說中,3000多年前,腓尼基人在海灘上燒火,無意中發現了玻璃。通過玻璃制成的透鏡,荷蘭科學家列文虎克發現了細菌,開啟了微生物學的征程。1939年的紐約世博會上,人們首次看到了由杜邦公司制造的尼龍——世界上第一種全部由人工合成的纖維,如今,尼龍被廣泛應用于纖維織物、家居裝飾用品、體育用品、樂器的弦和汽車零部件中。
如今,石墨烯可以算是新世紀有望再次顛覆人類社會生活的新材料。它早已走出了實驗室,開始了如火如荼的產業化進程;它不僅能在諸如超級計算機等高科技領域為人類帶來福音,也能夠為我們的日常生活用品更新換代。
參觀者在參觀展出的石墨烯發熱壁畫
更重要的是,石墨烯為我們打開了一扇認識二維材料的大門。“隨著研究的深入,我們發現石墨烯并不是單一的,它有很多兄弟姐妹,在結構上和石墨烯很相似,有不同的作用。”海姆說,“石墨烯給了我們一個寬泛的概念,其他一些類石墨烯的材料也不一定用碳制成。
有人將石墨烯形象地稱為“工業味精”,即在一些傳統產品中加入石墨烯成分,就可以將原有產品的性能、使用壽命等大大提升。
參觀者在參觀展出的石墨烯LED燈具
我們也必須看到,石墨烯距離真正、廣泛的市場化應用還有很大發展空間。根據石墨烯導熱、導電等特性,目前推向市場上的產品以電池、充電寶、加熱器材等為主,出現了一些趨同化傾向;諸如海水淡化膜等工業化應用尚處在試驗階段。
不過,正如安德烈·海姆所言,我們需要有足夠的耐心,給石墨烯足夠的時間。石墨烯從實驗室制備到目前的產業化進程只有不到十年的時間,這對于一個新材料而言,可以說僅是度過了“嬰兒期”,未來還有無限的可能性。
一名參展商在展示石墨烯基柔性鋰離子電池
然而,這無法撼動石墨烯作為頗具革命性的新材料的地位。很多國家也正是看到了石墨烯的巨大潛力,出臺了多種政策,支持石墨烯的研發。
2015年,國家發改委、工信部和科技部三部門聯合發布《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》,明確提出將石墨烯打造為先導產業,到2018年建立起石墨烯材料制備、開發、應用等關鍵環節良性互動的基本體系,到2020年形成完善的石墨烯產業體系。
材者,凡可用之具皆曰材;料者,量也。石墨烯之于材料,正如同《說文解字》中的解釋。它來源于常見的石墨,因取量之小,剝離出單層結構而名石墨烯;又因處處可用而大放光彩。毋庸置疑,石墨烯的時代已經來臨。
來源:黑科技露透社
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