在日前举行的“2011中国科技创业计划大赛”中,中科院宁波材料所新能源技术研究所刘兆平团队的石墨烯产业化技术一举夺得“海外人才创业奖”,获大赛最高奖金100万元,从而引起社会各界的广泛关注。人们不禁要问:什么是石墨烯?这项陌生的产业化技术具有怎样的意义?
   
    “石墨烯其实就是单层石墨,是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的二维晶体,它只有一层碳原子的厚度,是目前世界上最薄的材料。”刘兆平研究员告诉记者,“2004年,海姆与同事康斯坦丁·诺沃肖洛夫制成石墨烯,石墨烯从此成为科学界和工业界关注的焦点,两人凭此获得2010年的诺贝尔物理奖。”
   
    石墨烯之所以如此令人关注,是因为这个产品在信息技术、新能源、功能复合材料乃至生物医学等诸多领域均具有极其广阔的应用前景。刘兆平解释说,石墨烯很有可能取代硅成为下一代超高频率晶体管的基础材料而广泛应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中,也有可能作为添加剂广泛应用于新型高强度复合材料之中。石墨烯良好的导电性及其对光的高透过性,又让它在透明导电薄膜的应用中独具优势。
   
    “石墨烯产业化技术的应用,将会给我们的生活带来很多令人惊喜的变化。比如我们都知道苹果手机,它的屏幕已经很薄了,但是如果用有石墨烯成分的原料来做这个屏幕,我们可以直接把屏幕折叠起来使用,透明性也很好,就像电影《阿凡达》里的那个透明弯曲、悬浮着的虚拟显示屏。另外,它还可以用于制作石墨烯动力电池。现在的电瓶车、电动汽车的普通电池充电通常需要1~3小时,石墨烯动力锂电池在10分钟内就可以完成快速充电,而且电池的性能会大大提高,寿命更长。”刘兆平说。
   
    诱人的市场前景促使世界各国的科学家们纷纷以极大的热情投入到石墨烯的基础与应用研究之中,近年来该项技术的发展更是呈现出突飞猛进的态势。但由于石墨烯资源有限且不可再生,制备成本又非常昂贵,每克要5000元,高昂的制作成本成为横亘在石墨烯产业化发展进程中的一道难以逾越的障碍。因此,攻克石墨烯低成本规制备技术,成为科学家们共同面对的一个挑战。
   
    为攻克这道世界性难题,刘兆平研究员和他的团队义无反顾地投身到艰苦的研究之中。在中科院知识创新工程重要方向项目的支持下,经过两年多的努力,最终成功取得了石墨烯低成本规模化制备技术的重大突破。今年7月,他们通过和宁波一家企业合作,建成了世界上第一条且拥有完全自主知识产权的年产30吨石墨烯中试生产线,并成功地通过了中试。从中试结果来看,不仅产品品质达到国际先进水平,而且产品售价可以直降至每千克3000元,具有极强的市场竞争力。现在项目组已经收到了国外客户的订单。