石墨烯科學(xué)家桂林"論劍"，諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)呖邓固苟?諾沃肖洛夫、中國科學(xué)院院士、國內(nèi)外石墨烯研究頂尖專家等數(shù)十人，出席2018石墨烯研究最新進(jìn)展國際會(huì)議，共同探討石墨烯研究的新進(jìn)展，他們認(rèn)為"材料之王"石墨烯又將創(chuàng)造新奇跡，不斷刷新人們對科技改變生活的認(rèn)識。

諾沃肖洛夫：2D材料必將改變世界

英國科學(xué)家康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授，曾因成功剝離出石墨烯而獲得2010年諾貝爾物理將，他在大會(huì)上以詳細(xì)的數(shù)據(jù)介紹了2D晶體更具優(yōu)異的性能。他說，現(xiàn)在世界上還是存在著很多2D的材料，等待著我們?nèi)パ芯亢桶l(fā)現(xiàn)，我們可以進(jìn)一步的擴(kuò)展可用的二維材料的范圍，并且通過范德華力的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，確實(shí)可以讓我們能夠把各種不同的晶體結(jié)合到一起，產(chǎn)生新的二維材料，而且可以幫助我們實(shí)現(xiàn)我們想要的功能。他表示，未來包括石墨烯在內(nèi)的2D新材料的應(yīng)用必將改變我們的世界。

康斯坦丁·諾沃肖洛夫在接受采訪時(shí)認(rèn)為，石墨烯在將來的應(yīng)用非常廣泛，特別是在器件方面的應(yīng)用上。在目前取得的研究進(jìn)展中，有一些取得非常好的效果，希望將來能得到應(yīng)用。但目前石墨烯仍然只是一個(gè)"超級嬰兒"，遠(yuǎn)未成長起來，康斯坦丁教授曾對全球西莫西生產(chǎn)企業(yè)做過抽查，沒有一家企業(yè)的石墨烯產(chǎn)品的sp2雜化超過60%，石墨烯的研究道路依然漫長。

郭萬林："水伏"發(fā)電前景誘人

現(xiàn)在地球面臨著缺少淡水的問題，還有全球變暖的問題。實(shí)際上變暖的水是充滿能量的。一個(gè)地方的水含有的能量平均可以高達(dá)1200焦耳，這意味著一個(gè)房間里面，兩立方米的空氣就能夠包含著一個(gè)巨大的能量。中國科學(xué)院院士、南京特種航天大學(xué)郭萬林教授正是發(fā)展了這個(gè)能量，于是他的研究團(tuán)隊(duì)試著將水進(jìn)行蒸發(fā)，然后發(fā)現(xiàn)在這個(gè)過程當(dāng)中可以持續(xù)的發(fā)電，還可以達(dá)到一個(gè)比較高的電流強(qiáng)度。對此他首次提出"水伏"的概念，這是一個(gè)與"光伏"相對應(yīng)的概念。他說，在納米結(jié)構(gòu)的碳材料表面進(jìn)行水蒸發(fā)，在常溫條件下，可產(chǎn)生1伏特的可持續(xù)電壓。

郭萬林院士的研究表明，把石墨烯放在手機(jī)屏幕上，水滴在上面一滾，就能生電，水滴滾得越快，發(fā)的電就越大，2平方厘米這么一個(gè)微米級的薄膜上，會(huì)發(fā)1伏的電，只要水不干，蒸發(fā)產(chǎn)生著，就能一直持續(xù)著發(fā)電，把這個(gè)電進(jìn)行疊加，發(fā)幾伏、10伏都沒有問題。郭萬林原始的團(tuán)隊(duì)在石英片上制備厘米尺寸的炭黑膜，進(jìn)行親水處理后，半浸入盛水燒杯中，常溫常壓條件下水自然蒸發(fā)，炭黑膜的兩端就產(chǎn)生約1V的電壓并能長時(shí)間地保持。實(shí)驗(yàn)中，將4個(gè)水蒸發(fā)發(fā)電裝置串聯(lián)起來，竟點(diǎn)亮了液晶顯示屏。他對此表示，可能在接下來的幾年中，大家可以用這個(gè)技術(shù)給自己的手機(jī)充電或是用來發(fā)電了。

陳軍：努力讓電動(dòng)車安全"起飛"

能源已成為人類在21世紀(jì)十大難題之首，開發(fā)清潔能源成為世界共識，而新能源光電轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)能科技在實(shí)現(xiàn)能源清潔高效利用和社會(huì)發(fā)展中起重要作用。對此，中國科學(xué)院院士、南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院院長陳軍，在大會(huì)上分享了合成的無機(jī)/有機(jī)和石墨烯復(fù)合材料在可充電鋰/鈉電池中表現(xiàn)出的良好電化學(xué)性能的研究最新進(jìn)展成果。他說，石墨烯有很好的導(dǎo)電性，這一點(diǎn)可以解決電池普遍存在的導(dǎo)電性差、需要添加很多導(dǎo)電材料等問題，從而提升電池里電極材料的導(dǎo)電性，獲得好的能量。另外，石墨烯作為一種電極中的活性物質(zhì)，可以參加電極的電化學(xué)反應(yīng)，特別是其體積密度較低的優(yōu)勢，可以有效提升電池的比能量。

他指出，目前新能源汽車已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略，受大眾的關(guān)注，但在其研究領(lǐng)域上還有一些難點(diǎn)有待解決，比如續(xù)航里程、快速充電、生產(chǎn)成本以及使用安全等問題。雖然大家都很期待科學(xué)家能研究生產(chǎn)出一次充電就能跑300~500公里，還能快充快放，得到安全使用的電動(dòng)汽車，但如何增強(qiáng)電池的導(dǎo)電性一直是科學(xué)研究上的難點(diǎn)。他表示，用"麻雀雖小五臟俱全"來形容電池是再合適不過的了，而石墨烯是一個(gè)很好的導(dǎo)電材料，今后他們研究團(tuán)隊(duì)將會(huì)更加注重能源化學(xué)的應(yīng)用研究，讓石墨烯在能源化學(xué)這片廣闊的天地里大有作為。他相信，未來的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程會(huì)不斷增加，使用更加安全，電動(dòng)汽車逐漸走向智能化，甚至研究生產(chǎn)出無人駕駛電動(dòng)車、"會(huì)飛"的電動(dòng)車等很多高科技新能源汽車。

成會(huì)明：已掌握制備高質(zhì)量石墨烯材料的新工藝

中國科學(xué)院院士成會(huì)明教授在本次大會(huì)上作的《剝落法制備石墨烯及其它二維材料》報(bào)告就為怎樣實(shí)現(xiàn)石墨烯量產(chǎn)化、如何開發(fā)石墨烯潛在領(lǐng)域等問題找到了方法，吸引了現(xiàn)場很多專家、學(xué)者以及企業(yè)家的關(guān)注。

他指出，石墨烯是一種非常特別的2D材料，它不僅有非常卓越的性能。還有非常出色的靈活性以及化學(xué)穩(wěn)定性。它的表面積很大，易于組裝，并且易于功能化。但目前石墨烯的市場成本比較高，在質(zhì)量、制造裝備、以及價(jià)格等方面仍有巨大的改善空間。

成會(huì)明教授的研究團(tuán)隊(duì)通過插層膨脹液相剝離和電化學(xué)剝落工藝，從天然石墨中大量制備出高質(zhì)量石墨烯材料，使其在復(fù)合材料、儲(chǔ)能、導(dǎo)電油墨等方面有著廣泛的應(yīng)用。他說，我們不僅要擁有很多二維材料的金屬化合物，還要擁有其他一系列的材料。比如絕緣體、一些半金屬或具有金屬性質(zhì)的物質(zhì)等這樣的一些二維的材料有望在很多的領(lǐng)域獲得應(yīng)用，包括有納米電子、光調(diào)制器、傳感器、復(fù)合材料、儲(chǔ)能設(shè)備等一些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，在石墨烯和二維材料的研究領(lǐng)域，我們必須要開發(fā)出很好的工藝，也需要使用不同的二維材料來設(shè)計(jì)和構(gòu)建這個(gè)異質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且我們還要想辦法開發(fā)二維材料的獨(dú)特的屬性，制備"殺手锏級"的應(yīng)用，讓它們在現(xiàn)實(shí)生活中能夠得到商用。

科雷亞：中國石墨烯研究將會(huì)創(chuàng)造奇跡

組委會(huì)聯(lián)合主席安東尼奧·科雷亞指出，石墨烯現(xiàn)在是一個(gè)很熱的話題，全球都處于一個(gè)大力研究的狀態(tài)。目前各國科學(xué)家正在把研究成果用于產(chǎn)品的生產(chǎn)中，比如美國日本等企業(yè)正在將石墨烯應(yīng)用到手機(jī)的制造中。但是石墨烯材料的研究和運(yùn)用還需要進(jìn)一步提高，工業(yè)生產(chǎn)只是石墨烯應(yīng)用的一部分，更多的應(yīng)用領(lǐng)域和空間還有待探究，這是一個(gè)很大的話題。

他認(rèn)為，石墨烯材料的研究在中國得到了許多支持，中國開展石墨烯研究的積極性比較高，現(xiàn)在越來越多關(guān)于石墨烯和二維材料的會(huì)議和研討會(huì)在中國舉辦，一次又一次掀起了石墨烯研究熱潮。相比較美國在這方面的研究沒有這么高的熱情，政府和社會(huì)支持石墨烯研究的力度也沒有中國大，他相信，中國在石墨烯研究領(lǐng)域?qū)?huì)創(chuàng)造出令世界驚嘆的奇跡。

劉忠范：能夠控制石墨烯10微米的尺寸

中國科學(xué)院院士劉忠范教授表示，他的研究團(tuán)隊(duì)就做到了對石墨烯尺寸的控制。他在報(bào)告中首先分享了他與他的研究團(tuán)隊(duì)自2008年進(jìn)入石墨烯研究領(lǐng)域以來，發(fā)明的輥可伸縮生長技術(shù)和儀器、4英寸單晶石墨烯晶片和儀器、快速生長技術(shù)、高載流子遷移率摻雜生長、超潔凈石墨烯的CVD生長技術(shù)等。他們在"石墨烯之旅"所取得的研究進(jìn)展讓現(xiàn)場的與會(huì)嘉賓收獲頗豐。

劉忠范教授表示，如果想要獲得大規(guī)模的制備高品質(zhì)石墨烯，必須要把一系列的變量控制好。他說，由于大家都面臨著如何控制石墨烯尺寸的問題，所以針對這個(gè)問題他們團(tuán)隊(duì)做了相關(guān)的研究與探索，并在2009年的時(shí)候就已經(jīng)能夠控制到10微米的尺寸。現(xiàn)在他們可以通過把它的尺寸做到更小來獲得量產(chǎn)的效果，也可以用新技術(shù)獲得非常高速度的高品質(zhì)石墨烯的生長，而能夠提高成長率也就意味著降低了石墨烯的成本。

何國強(qiáng)：廣西發(fā)布中國首個(gè)石墨烯系列地方標(biāo)準(zhǔn)

何國強(qiáng)教授在接受采訪時(shí)指出，廣西的石墨烯研究進(jìn)展喜人，2016年搭建完成國際先進(jìn)的石墨烯研究和檢測平臺(tái)，先進(jìn)儀器包括球差校正透射電鏡、掃描電鏡、原子力顯微鏡、拉曼光譜儀、X射線衍射儀、X射線光電子能譜、比表面測試儀等，成立了廣西石墨烯研究院，為廣西石墨烯前沿研究提供了良好的平臺(tái)和條件。

2016年12月廣西率先發(fā)布了中國首個(gè)石墨烯系列地方標(biāo)準(zhǔn)，廣西大學(xué)沈培康、何國強(qiáng)教授等人積極參與石墨烯國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

廣西部分石墨烯研究達(dá)國際領(lǐng)先水平，尤其在基礎(chǔ)研究方面，發(fā)展出了一種三維石墨烯的可控制備方法，在原子和離子微觀尺度上原位高溫催化制備出三維結(jié)構(gòu)的石墨烯，該三維結(jié)構(gòu)同時(shí)含有sp2鍵和sp3鍵，其導(dǎo)電性、電化學(xué)、比表面積和孔隙率等方面性能優(yōu)異，在電催化、電化學(xué)儲(chǔ)能、導(dǎo)電導(dǎo)熱等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)還發(fā)展出了一種全新的石墨烯量子點(diǎn)電化學(xué)制備方法學(xué)及其機(jī)理，該石墨烯量子點(diǎn)的缺陷、尺寸可調(diào)控，能進(jìn)行超高雜原子摻雜和表面修飾，摻雜量超過30%，在電催化、光致發(fā)光、靶向治療等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊AdvancedMaterials、ACSCatalysis、JournalofMaterialsChemistryA等。除此之外，還開展其他領(lǐng)域的石墨烯研究并取得了長足的進(jìn)步。

廣西大學(xué)何國強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)合成了超高雜原子摻雜的石墨烯量子點(diǎn)，并將其應(yīng)用于質(zhì)子交換膜燃料電池和金屬空氣電池，顯示出優(yōu)異的氧還原電催化活性和耐久性，目前已成功應(yīng)用于商業(yè)化產(chǎn)品。