如果把厚度相當(dāng)于人的頭發(fā)絲直徑十萬分之一的石墨烯，疊成保鮮膜那樣厚，需要一頭大象站在一支鉛筆上所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，才能刺破它。
這種目前已知最薄、最硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱最好的材料，被發(fā)現(xiàn)短短十年來，已成為各國科學(xué)界炙手可熱的新材料。目前中國沿海多地，都雄心勃勃地籌備著自己的石墨烯產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。
作為中國在該領(lǐng)域的最權(quán)威研究者之一，中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授劉忠范，就中國的石墨烯研究進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)情況接受了《瞭望東方周刊》專訪。
他認(rèn)為，雖然石墨烯還處于基礎(chǔ)研究階段，但的確可能在能源、環(huán)境、航天、軍事等關(guān)鍵領(lǐng)域有廣闊發(fā)展空間，而作為碳材料研究大國的中國，石墨烯研究已走在了世界前列。
不過，劉忠范表示，目前對石墨烯前景的認(rèn)識尚不明朗。
紙一樣輕薄的防彈衣
《瞭望東方周刊》：石墨烯到底是什么？
劉忠范：石墨烯是人類發(fā)現(xiàn)的首個二維原子晶體。首先它是世界上最薄的物質(zhì)之一，僅相當(dāng)于人頭發(fā)絲直徑的十萬分之一。即使如此，石墨烯卻是世界上最堅固的物質(zhì)，比鋼鐵還要強(qiáng)韌100多倍。
從其他方面講，石墨烯的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性也非常良好。可以說它的出現(xiàn)刷新了人類對于物質(zhì)世界和微觀世界的認(rèn)識，也為科研工作者開辟了一片嶄新的廣闊天地。
所以在石墨烯被發(fā)現(xiàn)短短六年之后，也就是2010年，它的發(fā)現(xiàn)者就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎，這在諾貝爾獎歷史上也是不多見的。
《瞭望東方周刊》：石墨烯具體可以用來做什么？
劉忠范：作為一種新興的納米材料，石墨烯的應(yīng)用前景并不十分明朗。目前關(guān)于石墨烯的研究絕大部分仍處于實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)研究階段，但某些應(yīng)用已經(jīng)初現(xiàn)端倪，比如距離出現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｋ玫碾娮釉O(shè)備中的日子不遠(yuǎn)了。
現(xiàn)在柔性電子產(chǎn)品、可穿戴設(shè)備等概念非常流行，但手機(jī)、iPad脆弱的屏幕是短板。石墨烯擁有很好的柔韌性，可以任意彎折而不破壞性能。石墨烯還可以用作柔性電池的電極。如果這種設(shè)想實(shí)現(xiàn)了，那么我們的手機(jī)就薄如紙片，有iPad那么大的屏幕，不用的時候又可以折疊裝進(jìn)口袋。穿戴設(shè)備的弧度也可以隨意調(diào)整，使它完全貼合身體。
另一方面，石墨烯具有非常高的化學(xué)惰性，因此可以用作某些軍工材料或設(shè)備的涂層，使它們耐腐蝕。石墨烯密度極小，又無比堅固，可以大大減輕材料重量，同時又獲得極高的機(jī)械強(qiáng)度。例如可制成像紙一樣輕薄的防彈衣。
如果石墨烯用在航空航天設(shè)備中，可大大減少負(fù)荷。將石墨烯作為金屬材料的添加劑，例如烯合金，會大大提高合金材料的屈服和抗拉強(qiáng)度，在航天領(lǐng)域潛在應(yīng)用價值極大。
石墨烯還可以吸收微波波段的輻射，這能用于制造隱形飛機(jī)。美國NASA正在研制石墨烯的微型傳感器，并計劃用于航天過程中對氧氣含量的精確監(jiān)測。
總之，希望也相信科學(xué)家們無窮的創(chuàng)造力，將會使這些慢慢變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
正從基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化過渡
《瞭望東方周刊》：你對石墨烯大規(guī)模產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的時間有何估計？
劉忠范：至少需要5~10年。盡管未來幾年內(nèi)可能會有一些石墨烯的相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)入大眾的視野，但距離大規(guī)模應(yīng)用仍有一段路要走。
我們欣喜于石墨烯正從基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化過渡。比如常州、無錫等地，投資組建了我國第一個關(guān)于石墨烯研究與產(chǎn)業(yè)孵化機(jī)構(gòu)，發(fā)布了《無錫石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》。
電池網(wǎng)微信
