2004年,英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功分离出石墨烯,在材料界引起巨大轰动。2010年,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在石墨烯方面的开创性研究获得诺贝尔物理学奖。自此,石墨烯迎来了井喷之势。如今,关于石墨烯的新闻层出不穷,不断描绘着未来“石墨烯时代”的美好蓝图。
石墨烯究竟是什么?它的研究成果和产业化现状如何?石墨烯将给世界带来什么改变?近日,新材料在线特地采访了多位石墨烯领域的专家学者、以及石墨烯企业家,共同就石墨烯的研究现状和产业化状况进行了探讨。
以下是新材料在线和华侨大学陈国华教授的访谈实录节选。
陈国华教授在实验室
【新材料在线】:习大大访英参观曼大国家石墨烯研究院、华为牵手英国曼切斯特大学共同研究石墨烯应用、2015中国国际石墨烯创新大会……最近石墨烯可谓是炙手可热,备受各方关注。陈教授,您研究石墨烯领域多年,您如何评价我国目前的石墨烯研究现状?
【陈国华教授】:石墨烯自发现以来,一直都是科学界的香饽饽,最近发生的各种事件使石墨烯得到更多的关注。我国目前从事石墨烯相关研究的人员很多,学术论文和获得的专利数量位居世界前列,也涌现出一些优秀的文章,这是值得肯定与高兴的。另外,地方政府以及更多的下游企业也开始将目光投向石墨烯。最近一些石墨烯在一些下游应用中出现较好的苗头,不过至今尚未有大规模应用的、真正体现石墨烯特性产品出现。
【新材料在线】:我国的石墨烯研究能取得今天的成就和科研人员的辛勤付出是分不开的。但是学术研究的道路从不是一帆风顺的,您在研究石墨烯的道路上,有没有遇到过什么困难,是如何克服的?能不能和我们简单地谈一谈?
【陈国华教授】:无论是基础理论研究还是产业化方面,大家对石墨烯研究结果都存在报喜不报忧的倾向,新闻则存在过多的炒作,可以说是一种“科研泡沫”,在给大家带来很多好处的同时,也带来了很多弊端。目前石墨烯的研发在资本市场、政府业绩要求、短期利益的压力下,急功近利趋势愈发明显。石墨烯的应用落地的难度比起其它新材料的研发有过之而无不及,绝不可小视。目前石墨烯的研发人员大多来源于高校或研究机构,企业的产品研发经验、特别是市场经历缺乏,对石墨烯产业化的难度尚不能充分理解;本人与厦门凯纳公司在多年的产品研发与推广过程,碰到很多困难,不光是技术问题,还有很多是与下游的配合问题。石墨烯的品种多,结构复杂,如何将复杂的石墨烯与不同的应用目标对应起来,具有很大的难度,一种石墨烯无法对应多个应用目标。因此,石墨烯的产业应用研究需要真正的科研耐心、耐力,需要冷静。
目前,本人建议石墨烯的应用研发还是应该沉下心来,不可急于求成;研发需要时间的沉淀。
【新材料在线】:您认为石墨烯未来的应用领域有哪些?最快将会在哪些行业实现产业化?
【陈国华教授】:石墨烯是目前为止发现的最轻最薄、导电导热性能最佳的新材料,未来它的应用领域有很多,如超级电容器、柔性触摸屏等等,所以它也被成为“即将颠覆二十一世纪的新材料”。石墨烯粉体在复合材料领域的规模应用有很大的可能,石墨烯在锂电池添加剂领域的应用有望很快大规模推广。如今,CVD法(化学气相沉积法,石墨烯制备方法之一)石墨烯薄膜规模化生产技术基本完成,但产业化应用推广需要市场多因素的配合。
【新材料在线】:俗话说,盛名之下,其实难副。虽然石墨烯独特的性能足以颠覆部分现有行业创造“石墨烯时代”,但有人并不看好,认为其产业化希望渺茫。您认为石墨烯在产业化道路上遇到的最大难题是什么?对于加速石墨烯科研及产业化,您有什么建议?
【陈国华教授】:石墨烯是一系列的材料品种,应该将其看作一类碳材料。一些品种有很好的特性,但是其制备技术、生产成本都比较高,产业化难度更大些;一些品种性能看似一般,但是生产难度较小,成本也低,产业化相对容易些。目前瓶颈还是应用技术研发,它需要上下游,多领域的密切配合,客观上还需要时间。一种新材料从发现到实现产业化、从实验室走向市场,需要很长的时间,以及大量人力、物力和资金的投入;石墨烯材料由于其本身的复杂性,这方面的要求更甚。正如我前面提到的,如今石墨烯研究存在急功近利的现象。我认为应用技术研发还是要踏踏实实,做到尽善尽美,才能发布出去。哪怕是一种看似十分简单的产品,技术上如果没有做到100%的把握就推向市场,其后果都有可能难于收拾。石墨烯的应用研发需要下游产业的密切互动与配合,单方面的研究几乎是不可能实现最终目标的。
【新材料在线】:近日,新华社发布了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》,石墨烯纳入“十三五”规划的呼声很高,您认为有希望吗?
【陈国华教授】:从目前的情况来看,石墨烯纳入“十三五”可能性很大,这也将极大地推进石墨烯行业的发展。但是,我个人认为这和能否加速其产业化似乎没有直接关系。石墨烯写入“十三五”的话,可以吸引更多资金和社会重视,但对石墨烯应用技术瓶颈的解决除了资金,更需要广大科技人员脚踏实地。
陈国华教授简介:博士,教授,博士生导师,华侨大学材料科学与工程学院高分子科学与工程系主任。主持并圆满完成国家自然科学基金项目四项;福建省重大、重点等科技专项多项。1997年开始致力于石墨的层层剥离,制备石墨烯与石墨烯微片及其复合功能材料的研究;先后在AdvancedFunctional Materials,Carbon 等国际及国内学术期刊共发表石墨烯相关论文70余篇,论文被SCI他引2700余篇次;获国家发明专利授权7项;2004年入选教育部新世纪优秀人才支持计划;2008年入选福建省新世纪百千万人才工程。研究团队在石墨烯及石墨烯微片研究成果已经由厦门凯纳石墨烯技术股份研发有限公司承接,成功进入产业化阶段。目前还与厦门祥福兴胶粘制品有限公司合作开展石墨烯在光学材料领域的应用研发。
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