超越石墨烯探寻更多潜在应用

作者： touchpanel 时间：2016-04-21 源于：中国科技网-科技日报总点击：

【导读】：如果说上帝创造了世界万物的话，现在因研究石墨烯获得2010年诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫，正在尝试创建不一样的东西——超越石墨烯本身，按需设计从原子到产品的性能，探寻这种二维材料带来的新机遇。

北京时间04月21日消息，中国触摸屏网讯，■中外石墨烯动态

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如果说上帝创造了世界万物的话，现在因研究石墨烯获得2010年诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫，正在尝试创建不一样的东西——超越石墨烯本身，按需设计从原子到产品的性能，探寻这种二维材料带来的新机遇。

“跳出箱子思考并构建新材料”

因在二维石墨烯材料的开创性实验，诺沃肖洛夫与其导师安德烈·海姆教授共享2010年诺贝尔物理学奖，那时他年仅36岁。由此，石墨烯界亲昵地称他“小诺”。

小诺记得，最初发现石墨烯是一个周五的夜晚，之所以对这一时刻记忆犹新，主要得益于当时海姆教授引进的一个新概念——“跳出箱子思考”，即思索那些非主流研究方向的问题，尝试之前不可能之事。而他现在从事的研究可谓又一次跳出箱子的思考。

石墨烯是通过胶带法从铅笔里的石墨中分离出来，这种具有优异性能的二维材料是大自然中本来存在的物质，也是现在很多业内人士的主要研究对象。而小诺决定做些超越石墨烯本身的工作，创建新的二维材料。其中一个主要途径就是扩展石墨烯的“朋友圈”，加入更多的好友，探索它在与其他二维材料互动时会不会很“激动”而表现出哪些有趣的性质。

在实验室，小诺选取不同性质的二维材料，与石墨烯叠加整合在一起，如在石墨烯上附着一层氮化硼或者二硫化钼、再或氮化物，探察它们接触后界面的性能，只见有的电子发生自我旋转；有的电子出现横向位移、自行排列；有的会使LED的量子效率大幅提高，等等。

他介绍说，未来或可根据实际应用人工排列分子，从原子到产品，任意设计电子、机械结构，以及非常复杂的异质结构，创造出世界上不存在的材料，赋予其在自然界中不具备的特性。从而，探寻这种材料的更多潜在应用，构建理想的二维材料“博物馆”。

“石墨烯真正应用恰逢其时”

曾经在一起做研究的这两位石墨烯界大咖诺沃肖洛夫和海姆，现在的研究方向似乎大为不同：海姆饶有兴味地研究如何用石墨烯解决现实中的一些问题，如海水快速淡化与净化等；而诺沃肖洛夫显然比较醉心于设计下一代的石墨烯复合材料。

诺沃肖洛夫对科技日报记者坦言：“我现在的主要工作是做基础研究，关注微电子元器件领域，特别是将石墨烯和其他二维材料结合在一起，原则上提供了一系列可以研究的有趣课题，包括电子学、光学、化学、能源和生物应用。目前，我在研究中只是做了一些小的尝试，以增加石墨烯的生产规模、发掘和增添其优异性能。不过，如果有时间和机会，我倒愿意做一些不同的事情，帮助一些公司寻找石墨烯新的用途。”

对于许多人渴望石墨烯能尽早为日常生活中所用的心情，诺沃肖洛夫指出：“石墨烯产品并非一夜即会出现‘杀手级’产品，那一天的到来尚需很长的历程。”

诺沃肖洛夫强调，“当下我们所处的阶段，正在努力寻找一些石墨烯的应用方向，已有一些相应的产品出现在市场上。我们不仅仅要关注石墨烯的基础科研，还要放眼其真正的应用，现在正恰逢其时！”

“中国石墨烯研究与国际基本同步”

如今，几乎每年诺沃肖洛夫均造访中国几次，有时来做学术演讲，有时推动大学、科研机构的教育发展，还会了解国内的一些合作项目，促进产业化进程。

据统计，目前世界上发表有关石墨烯的论文1/3来自中国。诺沃肖洛夫对此谈了自己的看法。他肯定道，“中国从石墨烯的基础研究到实际应用，与国际基本同步，一些方面还有所超过，有些方面已与英国很接近。”

诺沃肖洛夫还对目前从事石墨烯研究的莘莘学子给出建议：“无论是努力程度，还是聪明才智，我认为中国的学生与国外学生没有不同。一般我不大会给谁建议，不过谈到石墨烯的研究，我以为重要的是坚持自己，下决心去做令自己感兴趣的课题，而不是追捧当下最流行的东西，然后，就是锲而不舍。”

就在小诺即将回国之际，他意外地收到了中国石墨烯业界专为他定制的一份特别礼物——银基烯碳新材料股份有限公司通过3D打印技术制作的石墨烯模型工艺品。其中，黑色的石墨烯分子结构部件由含有石墨烯高分子材料打印成型，融合了石墨烯和3D打印两个颠覆性技术，体现了未来科技的发展趋势。而且，其上还镌印着他的名字。

诺沃肖洛夫笑纳着说，回英国曼彻斯特大学后要为此立个项目，让他的学生检测一下它是不是导电。最后，他感言道：“迄今，我们上下求索研究石墨烯的历程约二十载，希望大家能够继续坚持下去，在这条道路上行得更远，真正实现石墨烯的广泛应用，最终能够开花结果！”

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