名校系列：21世纪的新材料之王——石墨烯

你好，这里是百利留学声，我是为你带来100位诺奖得主传奇故事的Yoyo老师。伴随着第五届京津冀石墨烯大会的召开，石墨烯技术又一次掀起了社会风潮。作为21世纪的新材料之王，石墨烯具有极高的导电性、导热性、机械强度和化学稳定性等特性。今天为你介绍的诺奖人物，就是因为石墨烯开创性实验研究而获得2010年诺贝尔物理学奖的科学家，康斯坦丁•诺沃肖洛夫（Kostantin S. Novoselov）。 历史上，人类非常擅长于给各种各样的材料取名字或者给各种各样的时代取名字。人类已经经历了石器时代、青铜时代、铁器时代，接下来要进入什么样的时代？未来如何界定人类现在所处的时代呢？ 康斯坦丁在“世界公众科学素质促进大会科普高峰论坛”做报告时说：“我并不想直接给大家答案，而是提供两种思路，一是因为当今人类面临非常重大的选择，我们可以把这个时代称之为“数字时代”“硅时代”或“核时代”，所有这些都是非常惊人的。第二个思路是，我们是不是真的有必要给当今这个时代起名。 以元素周期表为例，1990年之前，工业上使用的材料种类并不是很多，只有硅等。1990年之后，仍然只是使用化学元素周期表中的一少部分元素。从2000年起，人类几乎已经使用化学元素周期表中约50%的元素。原因就是我们采用了20世纪50年代发明的应用硅的技术，试图把过去的技术进行改良以顺应当今社会的发展。可以看到，现在用到了比过去更多的元素。当然，如今人类所面临的各项任务也比过去复杂得多。 今天的主人公康斯坦丁，在很长一段时间里主要研究石墨烯。石墨烯是由碳原子组成的平面薄膜。它虽然薄，但却很牢固很坚硬，导电导热性都非常好，被材料学称作“黑金”。但想要获得石墨烯很难。诺沃肖洛夫教授用普通的胶带从石墨上粘下薄片，就是胶带上的这薄薄一层，也是很多层石墨烯叠加的结果。想要获得单层的石墨烯怎么办？继续粘！在经过十到二十次反复粘取之后，才能产生单层石墨烯。正是这种微机械剥离法，让诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯，最终获得了诺贝尔物理学奖。 过去5到10年，石墨烯已经进入了我们的生活，这种具有导热导电及柔性的新材料实现了多个场景的应用，它无处不在。诺沃肖洛夫预言，未来石墨烯将在电子、光电、电信、汽车、智能纺织、医疗等领域实现新拓展。但石墨烯不仅是一种新材料，它更需要联合研发机构、企业、高校等，提升石墨烯产能，实现更广泛的应用。 最近，诺沃肖洛夫正在研究自修复二维材料、自适应智能分离膜以及单原子催化剂方面的问题，并提出了人工智能和机器学习技术加速研发二维材料的创新思路。他预言未来将出现更多二维、三维材料，并发展成为智能性功能性材料。在诺沃肖洛夫的设计中有很多不同的晶体，可以使用它们进行更多合成，这样能保留材料的很多功能性。除了石墨烯，碳化硼也是一种好材料，人工合成材料领域正在做这方面的研究，未来将有更多可能性生产出更多的合成材料。 好的，以上就是今天要跟你分享的主要内容，明天的节目我会继续为你介绍康斯坦丁的精彩故事，感谢你的聆听，我们明天见！