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80後科學家史浩飛:做全球最好的石墨烯材料

 2013年初,國内首片大面積石墨烯薄膜在中科院重慶研究院誕生;2015年3月,全球首批量産石墨烯手機在重慶發布……石墨烯從實驗室走向市場,在重慶率先實現産業化。這當中,不得不提到一個關鍵人物——80後科學家史浩飛。

史浩飛,中科院重慶綠色智能技術研究院微納制造與系統集成研究中心主任,石墨烯材料研究的領軍人物。從2011年作為科技人才被引進到中科院重慶綠色智能技術研究院起,他的工作和生活都隻有一個關鍵詞——石墨稀。

 

      1982年出生的史浩飛,本科就讀于電子科技大學光電工程與光通信專業,大四加入中國共産黨。在中科院光電技術研究所讀完碩士和博士後,2009年,史浩飛到美國密歇根大學從事微納加工與新型材料方向的研究。

2011年3月,中科院重慶綠色智能技術研究院成立。9月,院長袁家虎帶隊到美國招攬科技人才,重點對象就是史浩飛。同年10月,史浩飛來到中科院重慶綠色智能技術研究院,開始了石墨烯材料的研究。

石墨烯,一種由單層碳原子構成的片狀結構碳材料,是目前已知的最薄、最堅硬、室溫下導電性最好,并擁有優異光學和熱學性能的納米材料。英國科學家于2004年發現該材料,并獲得2010年度諾貝爾物理學獎。

要讓石墨烯實現應用,就要讓它從微觀走向宏觀。制作大面積的石墨烯薄膜,是史浩飛團隊的第一個實驗目标。為了完成這個目标,他的工作和生活就成了實驗室到宿舍“兩點一線”,常常在實驗室熬更守夜。功夫不負有心人,2013年初,他們成功制備出國内首片15英寸的單層石墨烯,這樣的大尺寸,達到了國内最高水平。

“我們還在不停嘗試,争取做最好的石墨烯材料。”史浩飛近日接受記者采訪時介紹,他的團隊最近在實驗室常常忙到淩晨1點才收工,正在實驗如何做出大塊單晶石墨烯。

什麼是最好的石墨烯材料?史浩飛說,所謂最好,就是朝理論上最佳的預期靠近。比如,石墨烯的載流子遷移率理論值可達20萬,“過去實驗結果隻能做到幾千,最近已經能做到2萬了,這就是進步。”

促進産業化創造國内外多項第一

史浩飛的另一個目标,就是如何把石墨烯更好地利用起來。

在長期攻關下,他們已經率先研制出國内面積最大的單層石墨烯薄膜,并制備出7英寸石墨烯柔性觸摸屏,掌握了國際領先的石墨烯薄膜制備技術。

在重慶,石墨烯也從實驗室走向了産業化。2013年,中科院重慶綠色智能技術研究院通過市場化運作,撬動資本,注冊資本金達2.67億元的重慶墨希科技有限公司成立。史浩飛也成為這家公司的首席科學家。緊接着,産業化成果也在這家公司不斷開花結果:2013年12月,全球首條大面積單層石墨烯薄膜生産線建設并投産;2014年12月建成第二代石墨烯薄膜生産線,實現100萬片/年的15英寸單層石墨烯薄膜産能,成為國際最大的石墨烯薄膜材料生産商;2015年3月,全球首批量産石墨烯智能手機在重慶發布,當年實現2萬台銷量……

 攻克技術難關 欲先找到石墨烯“殺手锏”

近日,史浩飛又向記者透露了一個好消息:石墨烯黑白屏可彎曲智能終端開發關鍵技術已取得突破。

與此同時,史浩飛也感受到了來自國外同行技術組的壓力。“歐盟、韓國在石墨烯領域也積累了很多關鍵技術。如果說我們前幾年在修煉‘内功’,那麼從現在開始就必須下山‘遊曆’。”史浩飛說,從今年起,他就頻繁地去國外開展學術交流,比如歐洲、韓國等石墨烯研究和應用先進的國家和地區。

史浩飛發現,各國同行之間的主要競争還是在基礎研究領域,都在比賽誰更先找到石墨烯的“殺手锏”。他作了一個比喻,石墨烯在業界有一個稱呼叫做“科技界的闆藍根”,也就是說,它能夠與很多材料結合起來應用。然而科學家們更希望能創造一些石墨烯獨有的應用領域,也就是其他材料做不到而石墨烯卻能做到的事情。一旦找到,這又将掀起一場新的技術革命。

這,正是史浩飛的壓力來源,也是他對石墨烯興趣盎然的所在,更是他不斷努力的方向。

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