他是(shì)誰(shuí)？他是(shì)清(qīng)華(huá)大(dà)學材料(liào)學(xué)院教授，在石(shí)墨(mò)烯材(cái)料(liào)領(lǐng)域有(yǒu)近十年(nián)的研究，他和團隊合(hé)作(zuò)開(kāi)發了(liǎo)一種基(jī)於石墨烯的多功能電子(zǐ)皮(pí)膚，通過快速(sù)變化的器(qì)件(jiàn)顏色準確(què)地探(tàn)測微(wēi)小(xiǎo)的變形刺激。
精彩觀點(diǎn)：
1，石墨(mò)烯(xī)在(zài)製(zhì)備上還有(yǒu)瓶頸(jǐng)，還沒(méi)有(yǒu)真(zhēn)正(zhèng)穩(wěn)定(dìng)，可(kě)靠，高質(zhì)量，高可控(kòng)的批量製備技術(shù)。
2，結構(gòu)缺(quē)陷仍然(rán)是(shì)目前(qián)石墨烯製(zhì)備中(zhōng)存(cún)在的問(wèn)題(tí)，但(dàn)可以巧妙(miào)的利用(yòng)這(zhè)一(yī)缺陷，開發(fā)高(gāo)靈敏(mǐn)多功能(néng)柔性傳感(gǎn)器。
3，國外很(hěn)多大(dà)企業關注(zhù)石墨烯，都一定(dìng)會想著(zhuó)先(xiān)把前期路(lù)鋪好，寧可將大量(liáng)資金(jīn)投入(rù)基(jī)礎(chǔ)研(yán)發(fā)，也不會盲目(mù)建(jiàn)生(shēng)產(chǎn)綫(xiàn)。但(dàn)中(zhōng)國企業總(zǒng)是先將架(jià)子搭起(qǐ)來，但就(jiù)是(shì)個(gè)空架子，都不(bù)敢(gǎn)運行，因為(wéi)沒(méi)有下遊(yóu)市(shì)場。
4，現在石(shí)墨烯(xī)的(dí)問題，還是(shì)沒有找到一(yī)個真(zhēn)正適合它(tā)的應(yīng)用(yòng)，石墨烯在電(diàn)池(chí)方麵不會(huì)是一(yī)個(gè)突破(pò)性(xìng)的，顛覆性(xìng)的應用(yòng)。
5，石(shí)墨(mò)烯(xī)確實有(yǒu)泡(pào)沫，魚(yú)龍混雜，但(dàn)是這(zhè)個(gè)現象(xiàng)是一個東(dōng)西(xī)能(néng)走(zǒu)向成熟，zui後能(néng)應用起來的(dí)一個必然存(cún)在的現象(xiàng)。
6，今年是是一(yī)個(gè)很關(guān)鍵的一(yī)年，如果真(zhēn)正(zhèng)找不到應用(yòng)，無論(lùn)是資本市(shì)場(cháng)還(huán)是基礎研發(fā)基本都會退了(liǎo)。
訪談(tán)安排在清華大學逸夫技術(shù)科學樓(lóu)，此(cǐ)時正值學校暑假(jiǎ)，但(dàn)卻(què)是朱宏偉zui忙(máng)碌(lù)的(dí)時候，唯有(yǒu)這時(shí)才能忙些自(zì)己(jǐ)感(gǎn)興趣的(dí)事(shì)情。在去(qù)往朱(zhū)宏偉(wěi)教授(shòu)的辦公(gōng)室途(tú)中，會經過2-3個貼有“朱宏偉(wěi)實驗室”的房間(jiān)，門都開著，有一(yī)兩(liǎng)個(gè)學(xué)生在裏(lǐ)麵忙碌(lù)著。
在采訪之前就聽(tīng)說朱宏(hóng)偉教授觀點(diǎn)非常(cháng)犀(xī)利(lì)，對(duì)石墨(mò)烯(xī)研(yán)究(jiū)已經(jīng)有(yǒu)十(shí)餘年的時(shí)間。果不(bù)其(qí)然，他會(huì)顛(diān)覆(fù)業(yè)界對“黑金”石(shí)墨烯(xī)的(dí)盲目推(tuī)崇；他(tā)會直言，國(guó)內很多企業(yè)打(dǎ)著(zhuó)石(shí)墨(mò)烯的幌子渾水摸魚(yú)；他會(huì)說(shuō)，所謂(wèi)的“用(yòng)石墨烯(xī)製作電容裝(zhuāng)置(zhì)幾(jī)分(fēn)種就能完成智(zhì)能(néng)手(shǒu)機(jī)充電(diàn)”太(tài)過誇張；他認為，國內石(shí)墨(mò)烯有(yǒu)泡沫(mò)很正(zhèng)常，這(zhè)是走向成(chéng)熟的必(bì)然(rán)存在的現象。
掣(chè)肘(zhǒu)一：製(zhì)備(bèi)
2004年曼(màn)徹(chè)斯特(tè)大學(xué)的(dí)兩(liǎng)位科學家（K. Novoselov和A. Geim）費勁地用(yòng)膠(jiāo)帶從(cóng)石(shí)墨(mò)上剝離(lí)下(xià)來了一點石(shí)墨烯(xī)，由(yóu)此(cǐ)獲得了2010年諾貝(bèi)爾(ěr)物(wù)理獎(jiǎng)，並被視作“石墨(mò)烯之(zhī)父”，而石墨烯也走入科研(yán)界(jiè)和(hé)產業界視(shì)野，成為追捧的(dí)對(duì)象。
石墨烯(xī)被(bèi)稱(chēng)為(wéi)“黑(hēi)金”，“新材料*”，甚至(zhì)被譽為“*改變21世(shì)紀(jì)的黑(hēi)科技(jì)”。之所以有(yǒu)這(zhè)樣(yàng)的(dí)美(měi)譽(yù)，是因(yīn)為石墨烯是人(rén)們發現的*種由碳(tàn)原子構(gòu)成(chéng)的單層片狀結構(gòu)的新(xīn)材料(liào)。由於碳原(yuán)子特殊結構(gòu)的(dí)排列導致了石(shí)墨烯擁有(yǒu)一(yī)些(xiē)非(fēi)常(cháng)神(shén)奇的(dí)特性(xìng)：石墨烯(xī)不(bù)僅(jǐn)是世(shì)界上(shàng)zui硬(yìng)的材(cái)料(liào)，而(ér)且有很(hěn)強(qiáng)的柔韌(rèn)性(xìng)；而且擁(yōng)有高(gāo)導熱性和(hé)超快的載流子(zǐ)遷移率。
這(zhè)些特性隨便(biàn)哪一個(gè)被(bèi)應用(yòng)都將是顛(diān)覆(fù)當(dāng)前產業(yè)的技術(shù)：比(bǐ)如(rú)石(shí)墨(mò)烯(xī)的(dí)透(tòu)明(míng)性(xìng)，導電性(xìng)和柔(róu)性應用在電子器件領域，就可(kě)以(yǐ)實現(xiàn)柔性觸(chù)控屏(píng)，手機(jī)可以(yǐ)像(xiàng)腕表一(yī)樣(yàng)折疊起來；石墨(mò)烯的(dí)抗滲(shèn)性和導電(diàn)性(xìng)可(kě)應(yīng)用於(yú)防護塗層和(hé)阻隔(gé)膜；石墨(mò)烯的柔性(xìng)，透(tòu)明(míng)性及(jí)對(duì)多種(zhǒng)物理(lǐ)信(xìn)號的高(gāo)靈(líng)敏度響應(yīng)可以製成傳感(gǎn)器(qì)，應用在多功(gōng)能電(diàn)子(zǐ)皮膚(fū)；也可(kě)以(yǐ)用(yòng)石墨(mò)烯(xī)做電極(jí)材(cái)料，提(tí)升儲(chǔ)能器件(jiàn)的(dí)性能(néng)。
隨便哪一種(zhǒng)應用(yòng)都可(kě)以(yǐ)說是(shì)顛覆性的革命。華(huá)為創始人(rén)任正非(fēi)在接(jiē)受(shòu)媒(méi)體采(cǎi)訪時曾(zēng)表(biǎo)示(shì)未來十(shí)年到(dào)二十年內會爆(bào)發一場(cháng)技術(shù)革(gé)命(mìng)，石墨烯時代(dài)將(jiāng)會顛(diān)覆(fù)矽時(shí)代，石墨烯是(shì)技術革命(mìng)前沿。但所謂(wèi)的(dí)“石墨(mò)烯時代”其(qí)實還(huán)很遙遠。
“在(zài)製備上，我覺(jué)得還(huán)沒有真(zhēn)正穩(wěn)定(dìng)，可(kě)靠，高質(zhì)量(liáng)，高(gāo)可控的(dí)批量製(zhì)備技術。雖然國內(nèi)近兩年在(zài)製備(bèi)方(fāng)麵(miàn)有(yǒu)很多(duō)突破。”朱(zhū)宏偉(wěi)教授(shòu)表示(shì)。
石墨烯(xī)的製(zhì)備方法主要(yào)包括：機(jī)械剝離法(fǎ)，外延(yán)生長法(fǎ)，氧化(huà)石(shí)墨還原(yuán)法(fǎ)，氣相沉積(jī)法(fǎ)等(děng)。
“雖然製備(bèi)技(jì)術多(duō)種(zhǒng)多(duō)樣，但(dàn)如(rú)果獲(huò)得(dé)高晶度，高質量的石(shí)墨(mò)烯(xī)還是(shì)有難度(dù)。”朱宏偉表示，“材(cái)料(liào)能夠應用(yòng)起來(lái)很大(dà)程(chéng)度上(shàng)取(qǔ)決於製備，隻(zhī)有(yǒu)獲得穩定可靠批(pī)量的製備技(jì)術，才(cái)能(néng)夠實現產(chǎn)業(yè)化(huà)。其實(shí)以前的材料都是(shì)這樣(yàng)的模(mó)式(shì)，不管是鋼鐵，半導體(tǐ)，塑(sù)料，高分(fēn)子，沒(méi)有(yǒu)可靠的批量製備技(jì)術，基礎研(yán)究做的再(zài)好(hǎo)也都(dū)用不起來。”
掣肘二(èr)：應用
雖(suī)然在製備上還(huán)存(cún)在問題，但中(zhōng)國石墨(mò)烯(xī)產業卻似乎(hū)迎(yíng)來了“春天(tiān)”：來自中(zhōng)國經濟(jì)信(xìn)息(xī)社(shè)發(fā)布(bù)的《2016-2017中國石(shí)墨(mò)烯發展(zhǎn)年度(dù)報告(gào)》顯示(shì)2016年以來(lái)，中(zhōng)國石(shí)墨(mò)烯企(qǐ)業爆發(fā)式(shì)增長(cháng)，年(nián)新增企業超過700家，其中研(yán)發類(lèi)企業占比(bǐ)約(yuē)43%。
不僅(jǐn)如此(cǐ)，從政府(fǔ)層(céng)麵也對(duì)石(shí)墨烯(xī)產業進行(háng)鼓勵(lì)支持，各(gè)地政府(fǔ)紛紛(fēn)成立(lì)了與(yǔ)石墨烯相關(guān)的(dí)產業(yè)園區(qū)或者企業(yè)聯(lián)盟或是示範(fàn)基(jī)地(dì)。
“我(wǒ)感(gǎn)覺(jué)現(xiàn)在中國的(dí)石墨(mò)烯(xī)產業(yè)是走(zǒu)在(zài)zui前麵的，不(bù)管是政(zhèng)府(fǔ)，企業，，資(zī)本(běn)市(shì)場，學術界都給(gěi)予(yú)了很(hěn)大的關(guān)注(zhù)。另外(wài)，就是(shì)大家都(dū)在(zài)努(nǔ)力找應用(yòng)，可以讓(ràng)其(qí)真(zhēn)正走(zǒu)向(xiàng)普(pǔ)通百姓的(dí)應用(yòng)。”朱宏(hóng)偉(wěi)教(jiào)授表(biǎo)示(shì)。
對於中(zhōng)國(guó)石墨(mò)烯(xī)產業現(xiàn)狀，中科(kē)院院士(shì)劉(liú)忠(zhōng)範(fàn)在接受澎(péng)湃(pài)新聞時(shí)曾總結(jié)道：中國的(dí)石墨烯(xī)行業存(cún)在(zài)很多不(bù)正(zhèng)常現象。股票市(shì)場盲(máng)目炒作，利用石墨(mò)烯(xī)名(míng)目圈錢；地方(fāng)政(zhèng)府(fǔ)盲目(mù)上馬，圈(quān)地建產業園；還有一批不負(fù)責任的(dí)石墨烯玩家炒概念。
有媒(méi)體曾報道(dào)如(rú)果用石墨烯(xī)製作電(diàn)容(róng)裝置，它(tā)的(dí)充放(fàng)電速度是(shì)鋰(lǐ)電池100倍(bèi)——1000倍，幾(jī)分鐘就能(néng)完(wán)成智能手機(jī)充(chōng)電(diàn)。對(duì)此，朱宏(hóng)偉教(jiào)授(shòu)這個(gè)在(zài)理(lǐ)論(lùn)和(hé)實(shí)驗(yàn)上都不(bù)成(chéng)立。
在朱宏(hóng)偉看(kàn)來，中國很多(duō)企業開(kāi)發的(dí)石(shí)墨烯(xī)應(yīng)用過於粗放了(liǎo)，石墨(mò)烯的真(zhēn)正能夠(gòu)發(fā)揮(huī)作用的應該是能(néng)充分(fēn)利(lì)用(yòng)其(qí)“輕，薄，柔(róu)”等(děng)結(jié)構特(tè)點的場合，或在(zài)微(wēi)納芯(xīn)片，光電(diàn)子(zǐ)等核(hé)心器件(jiàn)裏(lǐ)。
與國外相(xiāng)比，中(zhōng)國石墨烯(xī)產業發展有點(diǎn)“操之過急”。朱(zhū)宏偉(wěi)表示(shì)，國外很多大企業關(guān)注(zhù)石(shí)墨烯，都一(yī)定會想著先(xiān)把前期(qī)路鋪好，寧可(kě)將大量資(zī)金投入(rù)基礎(chǔ)研(yán)發(fā)，也不(bù)會(huì)盲目(mù)建生(shēng)產(chǎn)綫。但(dàn)中國(guó)企業總(zǒng)是先將架子搭起來，但就(jiù)是個空架(jià)子，都不敢(gǎn)運(yùn)行，因(yīn)為(wéi)沒(méi)有下(xià)遊市(shì)場。
“很多企(qǐ)業(yè)都是免費(fèi)送(sòng)石墨(mò)烯，但仍(réng)然(rán)用(yòng)不(bù)起(qǐ)來(lái)。”朱宏偉(wěi)表示(shì)，“中(zhōng)國(guó)石墨(mò)烯市(shì)場有(yǒu)泡(pào)沫，魚龍(lóng)混(hùn)雜，但是這(zhè)個現象是一(yī)個(gè)東西(xī)能走向(xiàng)成(chéng)熟(shú)，zui後能應(yīng)用(yòng)起來的一個必然存在的現(xiàn)象(xiàng)。今年是(shì)是一個很關(guān)鍵(jiàn)的一年，如果找(zhǎo)不到真正的應(yīng)用，無(wú)論(lùn)是資本(běn)市場(cháng)還(huán)是基(jī)礎(chǔ)研發的熱情都(dū)會有所消退。”
掣肘變成(chéng)優(yōu)勢：多功能電(diàn)子皮膚(fū)
結(jié)構缺陷仍然是目(mù)前(qián)石墨烯製備(bèi)中存(cún)在的問題(tí)，朱(zhū)宏(hóng)偉教(jiào)授(shòu)及其團(tuán)隊巧妙(miào)的(dí)利用了這(zhè)一缺(quē)陷，開發了一種基(jī)於(yú)石(shí)墨烯柔(róu)性(xìng)傳感(gǎn)器的多功能電子皮膚。
關(guān)於多(duō)功能(néng)電(diàn)子皮(pí)膚研究團隊很多，材(cái)料(liào)也多(duō)種(zhǒng)多(duō)樣，有傳統碳材(cái)料，金(jīn)屬材(cái)料(liào)，半(bàn)導(dǎo)體材料(liào)，納(nà)米材料等(děng)等。但朱宏(hóng)偉(wěi)教授團隊是較(jiào)早基於(yú)石墨烯開發高靈(líng)敏(mǐn)多功能柔性傳感器(qì)的。
“為何是石墨烯(xī)，因為(wéi)仿(fǎng)造人(rén)的皮膚(fū)需要(yào)和身體能(néng)夠(gòu)很好(hǎo)的貼合。所(suǒ)以這個(gè)東西一定要薄(báo)，甚至要透(tòu)明(míng)就像(xiàng)電子(zǐ)紋身(shēn)一(yī)樣(yàng)，還要能(néng)夠感(gǎn)知(zhī)和(hé)傳遞各種信號。石墨(mò)烯(xī)的特(tè)性(xìng)是這一(yī)應(yīng)用的(dí)*材(cái)料(liào)之(zhī)選。”朱宏偉(wěi)表示。
正如前文(wén)所提(tí)到(dào)的(dí)，現在獲得(dé)高晶度，高質量(liáng)的石(shí)墨烯在製備上還(huán)存在(zài)一定(dìng)難度。因(yīn)此(cǐ)，朱宏(hóng)偉在(zài)想，是(shì)不是可以(yǐ)避開製備技(jì)術上的(dí)高要(yào)求(qiú)，也(yě)許有些(xiē)應(yīng)用就(jiù)是利(lì)用(yòng)這一有(yǒu)缺(quē)陷的石(shí)墨烯，比如傳(chuán)感器。
晶化，高質量(liáng)的石墨烯對變形(xíng)不敏(mǐn)感(gǎn)，但一(yī)旦設計一(yī)些(xiē)缺陷，馬(mǎ)上就會靈敏(mǐn)起來，而這正是(shì)傳感器需要的，需(xū)要(yào)對外界信號的變化敏(mǐn)感。
“石墨烯要(yào)是一(yī)個完整的單晶片，當(dāng)變(biàn)形的(dí)時(shí)候，電阻(zǔ)變化(huà)不大，也就不靈(líng)敏(mǐn)。因(yīn)此(cǐ)，我(wǒ)們設(shè)計了一種(zhǒng)特(tè)殊的結(jié)構(gòu)，就像(xiàng)魚鱗一樣(yàng)。”朱(zhū)宏偉形容，“把石墨烯(xī)的每一(yī)小片(piàn)堆起來，在拉伸時(shí)片和片之間會有滑(huá)動，電阻(zǔ)會(huì)迅(xùn)速變化。極(jí)其微小的變(biàn)形就會(huì)使電阻有一個(gè)非常(cháng)明顯(xiǎn)的(dí)變(biàn)化。”就是(shì)利用這樣一(yī)種巧妙的(dí)仿生(shēng)結(jié)構(gòu)，進一(yī)步了(liǎo)設(shè)計基(jī)於(yú)石(shí)墨烯(xī)的(dí)多功能電子(zǐ)皮膚(fū)，極(jí)大(dà)地降低(dī)了變色閾(yù)值的開(kāi)啟應(yīng)變，在應變10%以(yǐ)內(nèi)，通(tōng)過快(kuài)速(sù)變(biàn)化(huà)的器(qì)件顏色準(zhǔn)確地探(tàn)測微小(xiǎo)的變形刺激。
目(mù)前(qián)，朱(zhū)宏偉教(jiào)授(shòu)想(xiǎng)把(bǎ)這個產品原(yuán)型進(jìn)行產(chǎn)品化，做成(chéng)監測人(rén)體生理狀態的可(kě)穿戴(dài)設(shè)備；另外，通過(guò)不(bù)同(tóng)的(dí)堆(duī)疊(dié)結構還設(shè)計(jì)出了基(jī)於石墨(mò)烯(xī)試紙的(dí)液體分析方法，應用(yòng)到(dào)食品安(ān)全(quán)方(fāng)麵，檢(jiǎn)測飲料，酒(jiǔ)類(lèi)，進行(háng)識別(bié)，防偽，真假的(dí)辨別(bié)。
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