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石墨烯見證“中國奮鬥”

水波潋滟的阿拉威運河是夏威夷瓦胡島迷人的所在,清澈而寬闊的水面沿着長滿蔥蔥郁郁樟樹的河岸蜿蜒而去,注入浩瀚無垠的太平洋。就在河口不遠處的岸邊,矗立着一座獨具特色的現代建築:大型鋼結構輔之以巨型玻璃幕牆,構成了其挑高足達25米的大堂;多種幾何圖形變換、鱗次栉比的露台與傳統中式屋頂的完美搭配,顯得厚重又不失靈動。這就是瓦胡島著名的地标夏威夷會議中心。

12月中旬,夏威夷會議中心作為主會場迎來了參加2015年太平洋區域國際化學會議的各路專家學者,其中,石墨烯分會的重磅嘉賓、2010年諾貝爾獎得主、英國曼徹斯特大學教授安德烈·海姆備受矚目。這位猶太裔科學家,在2004年與學生諾沃肖洛夫合作從石墨中剝離出隻有一個原子厚度的二維材料石墨烯,從而為人類開啟了從“矽時代”邁向“碳時代”大門的可能性。會議間隙,本報記者就石墨烯科研與産業化應用等話題對其進行了專訪。

預言夢幻石墨烯不斷帶來新驚喜“石墨烯雖然現在不是一個新詞,但它将不斷帶給我們新驚喜。”海姆在題為《石墨烯,異質結構及其之外》的石墨烯分會開幕演講臨近結束時,這樣對現場聽衆表達了他對石墨烯科研和應用前景的強烈信心。

“您為何那麼有信心呢?”這是記者與海姆在會場休息區相對而座後,向他提出的第一個問題。他喝了口咖啡,用帶着濃厚俄語口音的英語回答:“作為一位科學家,我的信心首先來自我對石墨烯的認識和理解。”他解釋說,外界更感興趣于他們當年用膠帶撕出石墨烯、制備出石墨烯的過程,但是,令他及其團隊更為激動的是付出艱苦努力,終于揭示了石墨烯所呈現出的獨特物理特性,這些現在已為社會所熟知,比如,最薄、最硬、導熱率最高、電阻率最小等。這成就了石墨烯“夢幻新材料”的美名,為可能産生豐富的科研成果和廣泛的實際應用奠定了堅實基礎。他的信心來自全球方興未艾的石墨烯科研熱潮。他說,自從石墨烯被發現後,越來越多學者把目光瞄準了該領域,爆發出空前研究熱情。本次會議石墨烯分會就有一批關于石墨烯制備與應用的報告和論文,他将仔細傾聽和閱讀同行的最新研究進展。同時,他透露,關于石墨烯的研究,自己堅持一貫的研究風格,力求避開“擁堵”、“獨辟蹊徑”。此外,他認為各國政府的大力支持和産業界的積極參與,将大大加速石墨烯科研能力的提升和應用的進一步開發。

盛贊中國石墨烯軍團表現可圈可點

2015年6月,一則關于“光動”飛行的新聞引起了廣泛關注,南開大學科研團隊研制一種特殊石墨烯材料,可在包括太陽光在内的各種光源照射下驅動飛行,這是迄今為止科學界第一次用光推動宏觀物體并實現宏觀驅動,充分展示了中國石墨烯科研實力和推動應用潛力。

在海姆看來,中國石墨烯科研和産業應用總體發展水平如何呢?他告訴記者,從研究水平來看,中國同行真的很優秀,世界高水平學術期刊上經常能讀到他們發表的論文。他半開玩笑地說,也正是看到包括這麼多聰明的中國大腦在内的世界智力資源紛紛投入石墨烯研究,他才感到“壓力山大”,有必要防止“踩踏”,找條特殊研究路徑。中國石墨烯研究者的優異還體現在專利申請的數量上,截至2015年初全球逾2.5萬件石墨烯應用專利申請中,近1/3來自中國。海姆認為,專利數是一個參考指标,夏威夷會議中心裡随處可見的中國科學家身影就是最好證明。作為高水平國際學術會議,5年1屆的太平洋區域國際化學會議,對參會學者水平有很高要求,入選“口頭報告”和“海報會議”的論文要有相當高水準。記者浏覽參會手冊發現,在石墨烯分會上做報告的中國科學家比例很高,他們來自北京大學、中國科學院、南開大學、南京航空航天大學等衆多科研結構,其中包括劉忠範、劉雲圻等多位中科院院士。他們大多與海姆是業内熟知多年的老朋友,在會議現場和會間休息,他們熱烈探讨切磋,密切互動。

“中國正引領全球石墨烯商業化進程。”這是海姆通過數次中國之行,深入了解和考察對中國石墨烯應用産業發展現狀後得出的基本判斷。

的确,在國家産業政策的支持下,中國各地出現進軍石墨烯産業的熱潮,推動石墨烯應用加速發展。在海姆看來,産業資本、金融資本大舉淘金石墨烯,反映了其對這種革命性新材料的信心,無可厚非。“實際上,很多領域都是這樣,已司空見慣,隻是要盡可能防止過度概念炒作帶來的弊端。”他認為,要防止弊端,核心手段之一就是要厘清并堅守“石墨烯”定義,制定國際通行的石墨烯質量标準體系。

新加坡國立大學石墨烯研究中心主任安東尼·科斯托·那托在19日的報告中提出了類似觀點,他指出建立石墨烯标準“刻不容緩”。在接受記者采訪時,那托對看到的亂象怒不可遏:“以10層、20層的廉價石墨粉冒充單層石墨烯賣出黃金的天價,這不是犯罪是什麼?利用政府的産業扶植政策,用石墨粉冒充石墨烯把納稅人的錢騙到自己口袋,這不是犯罪是什麼?其實,在我看來,這比犯罪為嚴重,因為不僅是騙錢,而且是坑人。以假亂真讓人大失所望後,石墨烯作為一種超級材料會被不明就裡的人質疑,失掉他們的信任。我和團隊緻力于建立一套石墨烯質檢體系和标準,并提交給國際标準化組織,推動該領域去僞存真、由亂而治。”

石墨烯分會聯合主席之一哈頓顯然同意海姆對中國石墨烯産業的判斷,他和其他會議組織者特别邀請了3家中國石墨烯企業代表作為非會員與會,分别是緻力于宏量制備的山東碳為石墨烯科技有限公司(碳為)、緻力于應用開發的北京碳世紀科技有限公司(碳世紀)和碳谷(青島)科技集團有限公司(碳谷)。

作為碳為董事長,王為剛告訴記者,自己的公司之所以受邀,是因為破解了石墨烯應用的瓶頸:大規模生産石墨烯,即宏量制備。會議主辦方想以此為契機更深入了解公司的制備流程和工藝。他計劃邀請海姆和那托等與會嘉賓考察公司的年噸級石墨烯生産線。“真金不怕火煉。我們碳為石墨烯産品一定能經得住海姆、那托等專家學者最嚴格的檢測,以優質的‘單層’為中國石墨烯和石墨烯産業赢得國際信任和光榮。”王為剛說。碳世紀總裁黃偉東與碳谷董事車雲林則介紹了自身在石墨烯制備與應用開發方面如航空航天、軍工、生命科學、存能等方面取的最新進展,表達了引入國際國内智力資源,同與會專家學者加強應用開發的強烈意願。

呼籲社會各界多給石墨烯一些耐心“石墨烯是革命性新材料,這不錯,可是如果未來兩三年還沒有裡程碑性的應用突破,還沒掙來大錢,就很少有投資人再關注它了。”一位浸淫在投資界多年的人士這樣向記者表達他對石墨烯産業的看法。當我把它轉述給海姆并問他對此怎麼看時,他聽了一笑反問:“他就那麼着急嗎?不過,也許有些人的投資耐心就那麼大。作為科學家,我想說的是請大家多給石墨烯一些時間,科技進步有自身規律,急不得!”接下來,海姆回顧科技史,講述鋁元素從發現到廣泛應用經曆了近200年。而石墨烯“太年輕”,其從實驗室到變革人們生活不需要動辄百年,可能要短得多,但總需要時間吧。

“社會需要更多耐心,而石墨烯人則需要更大努力。對中國石墨烯人來說,搶占新一輪科技變革制高點就必須隻争朝夕、風雨兼程。”王為剛作為實業家深深懂得既要潛心蟄伏等待,又要有大膽突破的魄力。他說,海姆等中外專家都認定目前石墨烯産業的最大制約因素之一就是宏量制備,這是打通科研與應用的核心環節。試想,如果沒有高質量的石墨烯,任何應用無論多麼激動人心都是無源之水、無本之木。碳為有志成為中國乃至世界最優質石墨烯的最大供應商。他透露說,在前期試驗生産線基礎上,碳為在濰坊的年産噸級生産線已經安裝調試完畢,并已經通過專家論證,預計近期就可以全面投産。他還透露,公司已着手在青島合作建立新的更大的生産線。黃偉東表示,強強聯合是中國石墨烯企業快速實現突破的捷徑之一,實際上,他所在的碳世紀與碳為已經探索在石墨烯宏量制備領域進行更廣泛合作,共同建設生産線,築牢中國石墨烯産業根基。車雲林在給記者展示的《碳谷單層石墨烯項目可行性報告》中列出锂離子電池、海水淡化、超級電容、大氣治理等22項石墨烯科應用開發領域。他表示,碳谷決心集聚一批真正幹事創業的石墨烯人,以青島優質石墨礦為依托,推動中國石墨烯革命,催生一個中國人引領的碳時代。

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