有一种材料，叫石墨烯，是目前世界上已知的最薄、强度最大、导电性和导热性最好的材料。石墨烯运用在计算机芯片上，可以大幅度提高计算速度，用它作为导电添加剂，可以显著提高锂电池的充电速度和综合性能，人们称之为会改变世界的材料。11月18日下午4点，第19期周三茶座有幸邀请到了石墨烯领域的领军人物——中国科学院院士、北京大学化学与分子工程学院教授、北京大学纳米与技术研究中心主任、北京石墨烯研究院院长刘忠范教授为大家剖析“石墨烯新材料：理想与现实”。 中国科学院院士、“周三茶座”发起人王恩哥教授主持了此次茶座。
主讲人刘忠范教授
主持人王恩哥教授
茶座从“胶带撕出来的诺贝奖”展开，安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因不小心把胶带粘到石墨上获得一层薄薄的石墨，通过多次重复分离最终获得只有一层原子厚度的石墨，也就是我们现在所说的石墨烯，他们因此共同获得2010年的诺贝尔物理学奖。而早期的理论研究表明，石墨烯是不能稳定存在的。“胶带撕出来的诺贝奖”推翻了这一观点。刘教授指出，“对于科学研究来说，强烈的好奇心和探索的勇气极为重要”。 从零到一的基础研究突破常常是“无心栽柳”的结果，源于科学家们的强烈好奇心和求知欲，很难进行“规划”和重点“攻关”。
理想的石墨烯薄膜是完美的二维单晶，而现实的薄膜是由单晶碎片堆积起来的富含缺陷的多晶薄膜，就像一件缝补起来的破衣服。实际观测到的石墨烯性质远差于理想情况。刘教授笑称，理想很丰满，现实很骨感。为了缩短理想与现实之间的差距，刘教授和他的团队开始了十二年如一日的科研攻关。刘教授指出，制备决定未来。材料是石墨烯产业的基石。没有规模化制备上的突破，就不可能奢望石墨烯产业。石墨烯材料的质量提升是一个循序渐进的过程，不可能一蹴而就。
茶座撷影
接下来，刘教授对市场上如雨后春笋般涌出的石墨烯改性电池产品、涂料产品、大健康产品以及电加热产品进行了解析，刘教授指出这些层出不穷的“产品”大多只是拿石墨烯作为噱头，真正需要的是寻找石墨烯材料的“杀手锏”级应用。他对“杀手锏级应用”进行了解释——不可替代，离开它就不行。这种用途才是未来石墨烯产业的基石。 石墨烯的“杀手锏级”应用仍在探索中，尚未找到其独到的、不可或缺的应用。石墨烯产业将建立在石墨烯材料的“杀手锏级”应用基础上，而不是仅仅作为“万金油式”的添加剂和“工业味精”。“杀手锏级”应用具有不可替代性，会带来传统产业的升级换代，甚至创造出全新的产业。为了寻找“杀手锏”，刘教授带领团队对中国14个省市的87家企业和相关机构进行了实地考察和调研。调研结果表明，中国拥有全球最大规模的石墨烯基础研究和产业大军，已成为“统计数字上”的石墨烯强国，并呈遥遥领先之势。但是，中国的石墨烯产业存在着巨大的隐患，急功近利、科技与经济两张皮现象非常严重，缺少原创性的突破和“卡脖子”型的核心竞争力。
对此，刘教授认为，中国的石墨烯新材料研发需要像东丽公司那样的担当者；中国的石墨烯产业需要真正的“工匠精神”和“匠人”，精益求精，追求极致，不屈不挠。 在此背景下，“匠心”独具的北京石墨烯研究院应运而生，旨在践行工匠精神，融通政产学研，打造石墨烯产业核心竞争力。研究院拥有引领世界的石墨烯薄膜材料制备技术和超级石墨烯玻璃，配置石墨烯装备研发中心，聚集科学家、工程师、企业家多方人才，打造“研发代工”新模式，实现了从实验室样品到规模化产品的跨越。
最后，刘教授用一句话总结了十二年的探索之路——“做点真正有用的东西，或者上货架，或者上书架”。 话音未落，掌声雷动，讲座在与会嘉宾的热烈讨论中落幕，主持人王恩哥教授向刘忠范教授表示了衷心感谢。
与会嘉宾积极参与讨论
王恩哥教授向刘忠范教授赠送茶座纪念小礼品
