首屆“石墨烯高峰論壇”

   鋰電世界    2014石墨烯高峰論壇于5月19日在清華大學(xué)深圳研究生院隆重召開。此次論壇是石墨烯學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的首次高峰論壇，由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主辦，國家自然科學(xué)基金委、中國材料研究學(xué)會、深圳市科學(xué)技術(shù)協(xié)會以及深圳市科技創(chuàng)新委員會作為支持單位，清華大學(xué)深圳研究生院、中國科學(xué)院金屬研究所承辦，成會明院士、劉忠范院士和高鴻鈞院士擔(dān)任大會主席，康飛宇教授擔(dān)任組織委員會負(fù)責(zé)人。本次會議的唯一金牌贊助商是銀基烯碳新材料股份有限公司。

    此次高峰論壇匯集了石墨烯領(lǐng)域的頂級科學(xué)家和行業(yè)內(nèi)專家，包括諾貝爾獎得主石墨烯發(fā)現(xiàn)人之一AndreGeim，中科院沈陽金屬所成會明院士、北京大學(xué)劉忠范院士、中科院大學(xué)副校長高鴻鈞院士、大連化物所包信合院士、歐洲石墨烯旗艦項(xiàng)目協(xié)調(diào)人JariKinaret、清華大學(xué)深圳研究生院院長康飛宇教授等數(shù)十名在石墨烯和納米技術(shù)領(lǐng)域的頂尖科學(xué)家，以及在石墨烯大規(guī)模制備、改性應(yīng)用、鋰離子電池等領(lǐng)域的企業(yè)技術(shù)專家和工程師共200余人。本次會議被普遍認(rèn)為在中國乃至世界石墨烯研究開發(fā)上有重要的“里程碑”意義。

    作為納米技術(shù)領(lǐng)域的新星，石墨烯從2004年被發(fā)現(xiàn)以來，就一直受到研究人員、學(xué)者專家和各個領(lǐng)域應(yīng)用企業(yè)的高度關(guān)注。石墨烯由碳原子以sp2雜化結(jié)構(gòu)連接形成完美的微觀有序結(jié)構(gòu)，其基本組成單元是有機(jī)分子中最穩(wěn)定的六元苯環(huán)結(jié)構(gòu)。石墨烯可以看作是所有碳基納米材料的母體，其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)與碳的其他同素異形體（富勒烯、碳納米管、石墨、多孔納米炭等）有極大的相關(guān)性和延續(xù)性。石墨烯是目前最理想的二維納米材料，其力學(xué)性能、電學(xué)性質(zhì)、分子吸附與響應(yīng)能力等都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有的宏觀材料。由于石墨烯超乎尋常的特殊結(jié)構(gòu)、特別性能和巨大的應(yīng)用前景，在納米技術(shù)、節(jié)能減排、碳材料應(yīng)用、基礎(chǔ)理論研究等方面都被普遍看好。2004年英國Manchester大學(xué)的Geim和Novoselov教授首次通過機(jī)械剝離獲得了可以穩(wěn)定存在的單層石墨烯。這是二維結(jié)構(gòu)材料能夠穩(wěn)定存在的首次實(shí)驗(yàn)證明。為此兩位教授分享了2010年的諾貝爾物理學(xué)獎。

    正是由于石墨烯有著極其特殊的性能和巨大的應(yīng)用前景，各國紛紛投入大量人力物力進(jìn)行全面的研究和開發(fā)。在基礎(chǔ)理論、固體物理學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)等方面，科學(xué)家們能夠利用石墨烯進(jìn)行許多之前難以進(jìn)行的探索，甚至發(fā)現(xiàn)了很多尚無法解釋的現(xiàn)象。從2004年起，石墨烯相關(guān)的文獻(xiàn)每年都以30%的速度遞增，呈現(xiàn)爆炸式的發(fā)展勢頭。而在能源材料、鋰離子電池、超級電容、光電控制、生物醫(yī)藥、單分子識別等應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域，工程師們正在深入挖掘石墨烯的特別性質(zhì)，發(fā)展出各種超乎尋常的新技術(shù)和新產(chǎn)品。據(jù)估算，石墨烯的市場前景可能達(dá)到千億到萬億美元的級別。近期于法國圖盧茲召開的另一個石墨烯國際會議上，有專家指出，石墨烯及其相關(guān)材料對未來發(fā)展有著重大的決定意義，未來5-10年內(nèi)所帶來的全球產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值保守估計(jì)也會超過1000億美元。相關(guān)產(chǎn)品可能進(jìn)入下一代高性能計(jì)算機(jī)、癌癥早期篩查、大容量新型電池等各種高精尖領(lǐng)域，與此同時，觸摸屏、涂料、節(jié)能減排等與人們生活息息相關(guān)的產(chǎn)品中，也會逐步出現(xiàn)石墨烯的身影。

    英國Manchester大學(xué)的AndreGeim教授是石墨烯的發(fā)現(xiàn)人之一。他在大會主旨報告中提出，現(xiàn)在我們對石墨烯的認(rèn)識，無論是理論上還是實(shí)際應(yīng)用上，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到極限，還有大量的未知概念、機(jī)理和技術(shù)需要突破，幾乎每天都有令人驚奇的新性質(zhì)和新應(yīng)用被提出來。在本次會議上，日本碳素學(xué)會前會長MichioInagaki、沈陽金屬所任文才研究員、美國西北大學(xué)JiaxingHuang教授等研究人士，就石墨烯的基礎(chǔ)理論、分子結(jié)構(gòu)修飾、三維結(jié)構(gòu)調(diào)控等基礎(chǔ)科學(xué)問題進(jìn)行了報道，提出了例如“褶皺紙球”等的新概念，并分析了這些基礎(chǔ)理論研究成果的未來應(yīng)用前景。

    石墨烯的大規(guī)模制備是本次會議上，多位科學(xué)家、學(xué)者和行業(yè)專家的關(guān)注焦點(diǎn)。美國Wright州立大學(xué)的BorJang教授提出了新的非化學(xué)方法制備大批量石墨烯的設(shè)想，被與會專家認(rèn)為是一個具有突破性的新技術(shù)，有可能從根本上解決石墨烯的產(chǎn)能、成本、穩(wěn)定性等實(shí)際工程問題。美國Bluestone公司的Lai博士則就大面積單層石墨烯的CVD法制備技術(shù)進(jìn)行了介紹，提出了無損的石墨烯薄膜轉(zhuǎn)移方法。此外，國內(nèi)多家企業(yè)的代表也紛紛發(fā)言，就石墨烯的大批量穩(wěn)定制備提出了自己的觀點(diǎn)，普遍認(rèn)為石墨烯行業(yè)的瓶頸已經(jīng)逐步由原材料的制造轉(zhuǎn)向應(yīng)用，石墨烯和氧化石墨烯的批量化生產(chǎn)將在未來2-3年內(nèi)得到徹底解決。

    石墨烯的應(yīng)用一直是從科學(xué)家到工程師的關(guān)注重點(diǎn)。從10年前石墨烯首次被發(fā)現(xiàn)以來，其獨(dú)特的性質(zhì)使其具備了非常特殊的應(yīng)用前景，各種各樣的新奇設(shè)想和產(chǎn)品不斷被提出。在本次高峰論壇上，同樣有大量的新概念產(chǎn)品展示。除了已經(jīng)被人們廣為接受的石墨烯觸摸屏、石墨烯負(fù)極材料等以外，還有利用其高導(dǎo)熱性質(zhì)的石墨烯發(fā)光二極管、利用其高柔性的可折疊超薄顯示器、可穿戴電子器件、石墨烯導(dǎo)電涂料等等。在各種各樣的應(yīng)用中，石墨烯的單層原子、大比表面積、可彎曲折疊能力、導(dǎo)電導(dǎo)熱能力、分子阻攔與水滲透性質(zhì)、單分子響應(yīng)能力、量子尺度效應(yīng)、納米缺陷效應(yīng)、邊界效應(yīng)等各種與眾不同的特殊性能，被充分發(fā)揮出來，在最新的石墨烯研究中加以應(yīng)用。納米技術(shù)在經(jīng)過數(shù)十年的沉淀之后，在石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)了爆炸式的突破。

    政府支持是石墨烯科學(xué)與技術(shù)發(fā)展過程中非常重要的一個方面。本次高峰論壇得到了中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會等政府機(jī)構(gòu)和深圳市政府的大力支持。歐洲10億歐元石墨烯旗艦項(xiàng)目協(xié)調(diào)人JariKinaret教授在會上詳細(xì)介紹了歐盟對石墨烯這種新材料的認(rèn)可與支持。該項(xiàng)目由歐盟17個國家共同發(fā)起，組織了100多家大學(xué)、研究所和公司參與，項(xiàng)目時間為10年，共投入資金10億歐元。國家層面上的這種超大型項(xiàng)目，針對一種剛剛發(fā)現(xiàn)的新材料，是之前從未有過的。Kinaret教授指出，在旗艦項(xiàng)目中，既有部分對基礎(chǔ)理論的支持，也有重點(diǎn)發(fā)展的應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品，尤其是觸摸屏類產(chǎn)品、薄膜類產(chǎn)品和電子產(chǎn)品方面，都是投資的重點(diǎn)。這種政府的支持和鼓勵，對石墨烯技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展，起到了孵化培育的效果，對整個研發(fā)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的健康成長是非常有價值的。

    兩天的高峰論壇上，最吸引人的是“大師對話”環(huán)節(jié)，包括了領(lǐng)域內(nèi)頂級的科學(xué)家和業(yè)內(nèi)的技術(shù)專家、企業(yè)家和投資人，從戰(zhàn)略發(fā)展、頂層設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)突破等不同角度，回答了許多研究人員、工程人員和學(xué)生的問題。其中既有高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略思維，也不乏針鋒相對的技術(shù)比較，譬如石墨烯與碳納米管的對比，就引起了在場專家的深入討論。在第二天的企業(yè)家對話中，國內(nèi)外幾家石墨烯研發(fā)和應(yīng)用單位的負(fù)責(zé)人，就石墨烯的生產(chǎn)、應(yīng)用發(fā)展速度和實(shí)際產(chǎn)品的時間節(jié)點(diǎn)，提出了各自的觀點(diǎn)。

    本次高峰論壇組織起了石墨烯行業(yè)國內(nèi)最頂尖的科學(xué)家和企業(yè)家，同時邀請到了國際上知名的學(xué)者和政府項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，既全面又深入的介紹了石墨烯這種神奇材料的科學(xué)技術(shù)特點(diǎn)，同時在建立科學(xué)與應(yīng)用的橋梁上起到了重要的作用。