中國(guó)粉體網(wǎng)訊 未來(lái)，當(dāng)我們身邊沒(méi)有電時(shí)，只要對(duì)著一小塊石墨烯吹口氣就可以發(fā)電——
“黑金”能帶來(lái)材料應(yīng)用變革嗎
作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最強(qiáng)、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最高的一種新型納米材料，石墨烯的發(fā)展前景被眾多科學(xué)家所看好。石墨烯也被稱為“黑金”。日前，北京理工大學(xué)教授曲良體所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在石墨烯研究領(lǐng)域有了新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)的學(xué)術(shù)論文已在《能源和環(huán)境科學(xué)》在線全文發(fā)表，這項(xiàng)研究成果也以亮點(diǎn)工作形式被國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志報(bào)道。
曲良體團(tuán)隊(duì)研究出了哪些成果？目前，我國(guó)對(duì)石墨烯的研究進(jìn)展如何？帶著這些疑問(wèn)，記者日前對(duì)曲良體進(jìn)行了獨(dú)家專訪。
石墨烯+水，電能新來(lái)源
“穩(wěn)定、高效地從自然環(huán)境中收集能量，并將其轉(zhuǎn)化成可直接利用且便于儲(chǔ)存的電能，是現(xiàn)代人類社會(huì)應(yīng)對(duì)能源需求的一種基本策略，長(zhǎng)期受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重點(diǎn)關(guān)注。隨著化石燃料儲(chǔ)量的逐漸減少和環(huán)境污染的日益加劇，開(kāi)發(fā)和探索更多可再生能源顯得十分迫切。”曲良體告訴記者，“石墨烯是由碳原子組成，且只有一層原子厚度的二維晶體。我們這次的研究成果是制備出具有含氧基團(tuán)梯度分布的氧化石墨烯組裝膜結(jié)構(gòu)，其親水性和獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)使該材料可以從空氣中輕松捕捉水分子，并誘使電荷分離產(chǎn)生帶電離子，進(jìn)而遷移產(chǎn)生電勢(shì)能導(dǎo)致電能輸出�！�
他介紹：“石墨烯與水汽結(jié)合，便可以產(chǎn)生電能。將一個(gè)創(chuàng)可貼大小的石墨烯薄膜貼在鼻子底下，人的呼吸就能發(fā)電，輸出的電壓和電流的頻率、大小與環(huán)境相關(guān)。值得注意的是，身體健康與否所呼出氣體的濕度、成分都不一樣，由此產(chǎn)生的電能也不相同，因此，可以通過(guò)觀測(cè)輸出電能的變化來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人們身體的健康狀況�！�
“只要將產(chǎn)生電能的電量變得更大，電壓再提高一些，就能達(dá)到目前商用干電池的效果。未來(lái)可能出現(xiàn)的是，當(dāng)我們身邊沒(méi)有電時(shí)，只要對(duì)著一小塊石墨烯吹口氣就可以發(fā)電�！鼻俭w解釋。
他表示，這項(xiàng)研究成果之所以被《自然》雜志以工作亮點(diǎn)的形式報(bào)道，主要源于它的實(shí)際價(jià)值和重要意義�！笆┖退Y(jié)合進(jìn)行發(fā)電，代表了一種新的能源產(chǎn)生方式，也會(huì)是石墨烯研究領(lǐng)域的一個(gè)新方向�！�
“不能貿(mào)然冠以‘革命性’‘顛覆性’的評(píng)價(jià)”
盡管石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，曲良體依然對(duì)其持謹(jǐn)慎態(tài)度，“將石墨烯稱作‘黑金’并不為過(guò)，但我們不能認(rèn)為石墨烯就是‘包治百病’的神奇之物，因?yàn)楝F(xiàn)在對(duì)石墨烯的研究和開(kāi)發(fā)，還只是一個(gè)開(kāi)端”。
自2004年英國(guó)科學(xué)家成功從石墨中剝離出石墨烯以來(lái)，國(guó)際上對(duì)石墨烯的研究層出不窮。曲良體介紹，石墨烯具有很好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，無(wú)論是基礎(chǔ)研究還是應(yīng)用研究，我國(guó)的研究體量至少占到了世界的1/3�！拔覈�(guó)不僅針對(duì)石墨烯展開(kāi)了較為全面的研究，且產(chǎn)業(yè)跟進(jìn)工作在國(guó)際上也是發(fā)展最快的�！�
曲良體強(qiáng)調(diào)，把石墨烯用到能夠發(fā)揮其特性的地方，才能真正體現(xiàn)它的巨大價(jià)值�！氨热�，我們抓住石墨烯對(duì)紅外光極其敏感的特性，便可以造出高清高敏的紅外成像系統(tǒng)；抓住石墨烯具有良好導(dǎo)熱性的特性，便可將其應(yīng)用于高效散熱器件�！�
“就現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，大批量生產(chǎn)石墨烯并不困難，而難點(diǎn)在于針對(duì)其特定應(yīng)用方向進(jìn)行規(guī)�；a(chǎn)，并發(fā)展相應(yīng)成熟的生產(chǎn)技術(shù)�！鼻俭w指出，“不同的應(yīng)用需求對(duì)石墨烯的生產(chǎn)要求也不一樣。例如，作為透明導(dǎo)電薄膜，石墨烯在觸控屏領(lǐng)域非常有前景，但要實(shí)現(xiàn)這一應(yīng)用，則需要解決諸多問(wèn)題——在獲得大面積均一石墨烯薄膜之后，如何發(fā)展對(duì)應(yīng)的無(wú)損轉(zhuǎn)移技術(shù)、解決其導(dǎo)電性和透明性降低的問(wèn)題以及縮減經(jīng)濟(jì)成本等等。”
“石墨烯應(yīng)用廣泛、前景廣闊，但不能貿(mào)然冠以‘革命性’‘顛覆性’的評(píng)價(jià)，畢竟就目前的研究進(jìn)展來(lái)看，石墨烯還達(dá)不到人們?nèi)绱烁叩钠诖２贿^(guò)，隨著研究的進(jìn)一步發(fā)展和成熟，石墨烯或許有望將期待變成現(xiàn)實(shí)，這需要多方的共同努力。”曲良體最后強(qiáng)調(diào)。
延伸閱讀：石墨烯的四大應(yīng)用領(lǐng)域
1.功能材料領(lǐng)域 將石墨烯與其他材料相結(jié)合制成復(fù)合材料，比如，將石墨烯與鋁結(jié)合可以做出輕質(zhì)、高強(qiáng)的航天飛機(jī)骨架結(jié)構(gòu)；
2.能源領(lǐng)域 例如將石墨烯用于電動(dòng)車等的鋰電池中，則能有效提高電池的能量存儲(chǔ)和釋放能力；
3.電子行業(yè) 利用石墨烯可以做出柔性、可穿戴的電子產(chǎn)品，如可彎曲的手機(jī)等；
4.環(huán)境領(lǐng)域 石墨烯可以有效改善環(huán)境，比如用石墨烯復(fù)合材料調(diào)節(jié)鹽堿地的土壤性質(zhì)，過(guò)濾、凈化空氣等。
“黑金”能帶來(lái)材料應(yīng)用變革嗎
作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最強(qiáng)、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最高的一種新型納米材料，石墨烯的發(fā)展前景被眾多科學(xué)家所看好。石墨烯也被稱為“黑金”。日前，北京理工大學(xué)教授曲良體所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在石墨烯研究領(lǐng)域有了新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)的學(xué)術(shù)論文已在《能源和環(huán)境科學(xué)》在線全文發(fā)表，這項(xiàng)研究成果也以亮點(diǎn)工作形式被國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志報(bào)道。
曲良體團(tuán)隊(duì)研究出了哪些成果？目前，我國(guó)對(duì)石墨烯的研究進(jìn)展如何？帶著這些疑問(wèn)，記者日前對(duì)曲良體進(jìn)行了獨(dú)家專訪。
石墨烯+水，電能新來(lái)源
“穩(wěn)定、高效地從自然環(huán)境中收集能量，并將其轉(zhuǎn)化成可直接利用且便于儲(chǔ)存的電能，是現(xiàn)代人類社會(huì)應(yīng)對(duì)能源需求的一種基本策略，長(zhǎng)期受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重點(diǎn)關(guān)注。隨著化石燃料儲(chǔ)量的逐漸減少和環(huán)境污染的日益加劇，開(kāi)發(fā)和探索更多可再生能源顯得十分迫切。”曲良體告訴記者，“石墨烯是由碳原子組成，且只有一層原子厚度的二維晶體。我們這次的研究成果是制備出具有含氧基團(tuán)梯度分布的氧化石墨烯組裝膜結(jié)構(gòu)，其親水性和獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)使該材料可以從空氣中輕松捕捉水分子，并誘使電荷分離產(chǎn)生帶電離子，進(jìn)而遷移產(chǎn)生電勢(shì)能導(dǎo)致電能輸出�！�
他介紹：“石墨烯與水汽結(jié)合，便可以產(chǎn)生電能。將一個(gè)創(chuàng)可貼大小的石墨烯薄膜貼在鼻子底下，人的呼吸就能發(fā)電，輸出的電壓和電流的頻率、大小與環(huán)境相關(guān)。值得注意的是，身體健康與否所呼出氣體的濕度、成分都不一樣，由此產(chǎn)生的電能也不相同，因此，可以通過(guò)觀測(cè)輸出電能的變化來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人們身體的健康狀況�！�
“只要將產(chǎn)生電能的電量變得更大，電壓再提高一些，就能達(dá)到目前商用干電池的效果。未來(lái)可能出現(xiàn)的是，當(dāng)我們身邊沒(méi)有電時(shí)，只要對(duì)著一小塊石墨烯吹口氣就可以發(fā)電�！鼻俭w解釋。
他表示，這項(xiàng)研究成果之所以被《自然》雜志以工作亮點(diǎn)的形式報(bào)道，主要源于它的實(shí)際價(jià)值和重要意義�！笆┖退Y(jié)合進(jìn)行發(fā)電，代表了一種新的能源產(chǎn)生方式，也會(huì)是石墨烯研究領(lǐng)域的一個(gè)新方向�！�
“不能貿(mào)然冠以‘革命性’‘顛覆性’的評(píng)價(jià)”
盡管石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，曲良體依然對(duì)其持謹(jǐn)慎態(tài)度，“將石墨烯稱作‘黑金’并不為過(guò)，但我們不能認(rèn)為石墨烯就是‘包治百病’的神奇之物，因?yàn)楝F(xiàn)在對(duì)石墨烯的研究和開(kāi)發(fā)，還只是一個(gè)開(kāi)端”。
自2004年英國(guó)科學(xué)家成功從石墨中剝離出石墨烯以來(lái)，國(guó)際上對(duì)石墨烯的研究層出不窮。曲良體介紹，石墨烯具有很好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，無(wú)論是基礎(chǔ)研究還是應(yīng)用研究，我國(guó)的研究體量至少占到了世界的1/3�！拔覈�(guó)不僅針對(duì)石墨烯展開(kāi)了較為全面的研究，且產(chǎn)業(yè)跟進(jìn)工作在國(guó)際上也是發(fā)展最快的�！�
曲良體強(qiáng)調(diào)，把石墨烯用到能夠發(fā)揮其特性的地方，才能真正體現(xiàn)它的巨大價(jià)值�！氨热�，我們抓住石墨烯對(duì)紅外光極其敏感的特性，便可以造出高清高敏的紅外成像系統(tǒng)；抓住石墨烯具有良好導(dǎo)熱性的特性，便可將其應(yīng)用于高效散熱器件�！�
“就現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，大批量生產(chǎn)石墨烯并不困難，而難點(diǎn)在于針對(duì)其特定應(yīng)用方向進(jìn)行規(guī)�；a(chǎn)，并發(fā)展相應(yīng)成熟的生產(chǎn)技術(shù)�！鼻俭w指出，“不同的應(yīng)用需求對(duì)石墨烯的生產(chǎn)要求也不一樣。例如，作為透明導(dǎo)電薄膜，石墨烯在觸控屏領(lǐng)域非常有前景，但要實(shí)現(xiàn)這一應(yīng)用，則需要解決諸多問(wèn)題——在獲得大面積均一石墨烯薄膜之后，如何發(fā)展對(duì)應(yīng)的無(wú)損轉(zhuǎn)移技術(shù)、解決其導(dǎo)電性和透明性降低的問(wèn)題以及縮減經(jīng)濟(jì)成本等等。”
“石墨烯應(yīng)用廣泛、前景廣闊，但不能貿(mào)然冠以‘革命性’‘顛覆性’的評(píng)價(jià)，畢竟就目前的研究進(jìn)展來(lái)看，石墨烯還達(dá)不到人們?nèi)绱烁叩钠诖２贿^(guò)，隨著研究的進(jìn)一步發(fā)展和成熟，石墨烯或許有望將期待變成現(xiàn)實(shí)，這需要多方的共同努力。”曲良體最后強(qiáng)調(diào)。
延伸閱讀：石墨烯的四大應(yīng)用領(lǐng)域
1.功能材料領(lǐng)域 將石墨烯與其他材料相結(jié)合制成復(fù)合材料，比如，將石墨烯與鋁結(jié)合可以做出輕質(zhì)、高強(qiáng)的航天飛機(jī)骨架結(jié)構(gòu)；
2.能源領(lǐng)域 例如將石墨烯用于電動(dòng)車等的鋰電池中，則能有效提高電池的能量存儲(chǔ)和釋放能力；
3.電子行業(yè) 利用石墨烯可以做出柔性、可穿戴的電子產(chǎn)品，如可彎曲的手機(jī)等；
4.環(huán)境領(lǐng)域 石墨烯可以有效改善環(huán)境，比如用石墨烯復(fù)合材料調(diào)節(jié)鹽堿地的土壤性質(zhì)，過(guò)濾、凈化空氣等。
