2004年,英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功分離出石墨烯,在材料界引起巨大轟動。2010年,安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫因在石墨烯方面的開創性研究獲得諾貝爾物理學獎。自此,石墨烯迎來了井噴之勢。如今,關于石墨烯的新聞層出不窮,不斷描繪著未來“石墨烯時代”的美好藍圖。
石墨烯究竟是什么?它的研究成果和產業化現狀如何?石墨烯將給世界帶來什么改變?近日,新材料在線特地采訪了多位石墨烯領域的專家學者、以及石墨烯企業家,共同就石墨烯的研究現狀和產業化狀況進行了探討。
以下是新材料在線和華僑大學陳國華教授的訪談實錄節選。
陳國華教授在實驗室
【新材料在線】:習大大訪英參觀曼大國家石墨烯研究院、華為牽手英國曼切斯特大學共同研究石墨烯應用、2015中國國際石墨烯創新大會……最近石墨烯可謂是炙手可熱,備受各方關注。陳教授,您研究石墨烯領域多年,您如何評價我國目前的石墨烯研究現狀?
【陳國華教授】:石墨烯自發現以來,一直都是科學界的香餑餑,最近發生的各種事件使石墨烯得到更多的關注。我國目前從事石墨烯相關研究的人員很多,學術論文和獲得的專利數量位居世界前列,也涌現出一些優秀的文章,這是值得肯定與高興的。另外,地方政府以及更多的下游企業也開始將目光投向石墨烯。最近一些石墨烯在一些下游應用中出現較好的苗頭,不過至今尚未有大規模應用的、真正體現石墨烯特性產品出現。
【新材料在線】:我國的石墨烯研究能取得今天的成就和科研人員的辛勤付出是分不開的。但是學術研究的道路從不是一帆風順的,您在研究石墨烯的道路上,有沒有遇到過什么困難,是如何克服的?能不能和我們簡單地談一談?
【陳國華教授】:無論是基礎理論研究還是產業化方面,大家對石墨烯研究結果都存在報喜不報憂的傾向,新聞則存在過多的炒作,可以說是一種“科研泡沫”,在給大家帶來很多好處的同時,也帶來了很多弊端。目前石墨烯的研發在資本市場、政府業績要求、短期利益的壓力下,急功近利趨勢愈發明顯。石墨烯的應用落地的難度比起其它新材料的研發有過之而無不及,絕不可小視。目前石墨烯的研發人員大多來源于高?;蜓芯繖C構,企業的產品研發經驗、特別是市場經歷缺乏,對石墨烯產業化的難度尚不能充分理解;本人與廈門凱納公司在多年的產品研發與推廣過程,碰到很多困難,不光是技術問題,還有很多是與下游的配合問題。石墨烯的品種多,結構復雜,如何將復雜的石墨烯與不同的應用目標對應起來,具有很大的難度,一種石墨烯無法對應多個應用目標。因此,石墨烯的產業應用研究需要真正的科研耐心、耐力,需要冷靜。
目前,本人建議石墨烯的應用研發還是應該沉下心來,不可急于求成;研發需要時間的沉淀。
【新材料在線】:您認為石墨烯未來的應用領域有哪些?最快將會在哪些行業實現產業化?
【陳國華教授】:石墨烯是目前為止發現的最輕最薄、導電導熱性能最佳的新材料,未來它的應用領域有很多,如超級電容器、柔性觸摸屏等等,所以它也被成為“即將顛覆二十一世紀的新材料”。石墨烯粉體在復合材料領域的規模應用有很大的可能,石墨烯在鋰電池添加劑領域的應用有望很快大規模推廣。如今,CVD法(化學氣相沉積法,石墨烯制備方法之一)石墨烯薄膜規模化生產技術基本完成,但產業化應用推廣需要市場多因素的配合。
【新材料在線】:俗話說,盛名之下,其實難副。雖然石墨烯獨特的性能足以顛覆部分現有行業創造“石墨烯時代”,但有人并不看好,認為其產業化希望渺茫。您認為石墨烯在產業化道路上遇到的最大難題是什么?對于加速石墨烯科研及產業化,您有什么建議?
【陳國華教授】:石墨烯是一系列的材料品種,應該將其看作一類碳材料。一些品種有很好的特性,但是其制備技術、生產成本都比較高,產業化難度更大些;一些品種性能看似一般,但是生產難度較小,成本也低,產業化相對容易些。目前瓶頸還是應用技術研發,它需要上下游,多領域的密切配合,客觀上還需要時間。一種新材料從發現到實現產業化、從實驗室走向市場,需要很長的時間,以及大量人力、物力和資金的投入;石墨烯材料由于其本身的復雜性,這方面的要求更甚。正如我前面提到的,如今石墨烯研究存在急功近利的現象。我認為應用技術研發還是要踏踏實實,做到盡善盡美,才能發布出去。哪怕是一種看似十分簡單的產品,技術上如果沒有做到100%的把握就推向市場,其后果都有可能難于收拾。石墨烯的應用研發需要下游產業的密切互動與配合,單方面的研究幾乎是不可能實現最終目標的。
【新材料在線】:近日,新華社發布了《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》,石墨烯納入“十三五”規劃的呼聲很高,您認為有希望嗎?
【陳國華教授】:從目前的情況來看,石墨烯納入“十三五”可能性很大,這也將極大地推進石墨烯行業的發展。但是,我個人認為這和能否加速其產業化似乎沒有直接關系。石墨烯寫入“十三五”的話,可以吸引更多資金和社會重視,但對石墨烯應用技術瓶頸的解決除了資金,更需要廣大科技人員腳踏實地。
陳國華教授簡介:博士,教授,博士生導師,華僑大學材料科學與工程學院高分子科學與工程系主任。主持并圓滿完成國家自然科學基金項目四項;福建省重大、重點等科技專項多項。1997年開始致力于石墨的層層剝離,制備石墨烯與石墨烯微片及其復合功能材料的研究;先后在AdvancedFunctional Materials,Carbon 等國際及國內學術期刊共發表石墨烯相關論文70余篇,論文被SCI他引2700余篇次;獲國家發明專利授權7項;2004年入選教育部新世紀優秀人才支持計劃;2008年入選福建省新世紀百千萬人才工程。研究團隊在石墨烯及石墨烯微片研究成果已經由廈門凱納石墨烯技術股份研發有限公司承接,成功進入產業化階段。目前還與廈門祥福興膠粘制品有限公司合作開展石墨烯在光學材料領域的應用研發。
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