2月21日,对37岁的顾健来说是极不平凡的一天。这一天,襄阳市政府与湖北航天化学技术研究所签订战略合作协议,共同建设中国航天华中石墨烯产业基地。这意味着,他钻研了三年、从国外学习带回的石墨烯项目终于在襄阳落地了。
当日下午,顾健换上西装,打好领带,向前来签约的市领导汇报了他们团队石墨烯的研发情况,眼中不断闪烁出智慧的光芒……
从哈工大到航天研究所
顾健2009年从哈尔滨工业大学获得博士学位后,来到位于襄阳的湖北航天化学技术研究所,成为一名科研人员,参与固体推进剂项目的研究。不久前,他从博士后工作站出站。
“我的理想就是能从事与航空航天事业相关的工作,尽自己所能为航空航天事业作贡献,所以,毕业后,我就来到了湖北航天化学技术研究所。”顾健说。
那个时候,顾健就对石墨烯这一新材料有所耳闻。“石墨烯是目前世界上最薄的材料,是人类已知强度最高的物质。如果用石墨烯制成包装袋,它将能承受大约两吨重的物品。”顾健说,石墨烯兼具轻薄而坚硬的材料特性,可以使其在军队轻型运输装备、防御型武器装备的材料开发中发挥出巨大的潜力,现阶段,石墨烯提取都只是停留在实验室阶段,高品质的石墨烯每克能卖到2000元,是名副其实的“黑金”。
顾健对石墨烯产生了浓厚的兴趣。多年来,他广泛查阅各种有关石墨烯的科研资料和文献报告,潜心研究这一新材料。
从襄阳到加拿大
2013年,顾健作为公派访问学者被单位派往加拿大进行了一年的学习、工作。
当时,有很多可以选择的研究方向,但顾健依然选择了石墨烯。“可能是出于一种对科学的执着和迷恋。2010年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因发现石墨烯而获得诺贝尔物理学奖,我觉得这是一件很酷的事,所以也想对石墨烯加深了解。”
在加拿大,顾健主要学习的是石墨烯的提取技术,他提取的方式是化学提取。在实验的过程中,存在着着火甚至爆炸的风险。
“我们是科学家,为人类发展进行科学研究的!这点危险算什么?”顾健的加拿大同事在进行危险性实验时常常这样说,这也给了顾健探究科学的勇气和力量。
一年的学习、相处,顾健也给加拿大同事留下了很好的印象,大家都喜欢上了这个稳重、踏实的小伙子。在顾健要回国的时候,加拿大实验室的教授都极力挽留他,希望他能留在加拿大发展,但都被顾健谢绝了。
“我从事的行业是关于航空航天和国防,有很强的特殊性,不能为了一己私利就不顾国家利益,而且我还有很多的想法都没实现。”就这样,顾健带着学会的新技术回到了襄阳,并开始研究石墨烯在推进剂上的应用。
从一个新材料到一个新产业
“石墨烯对于气体、液体等几乎是‘零渗透’。这种性质,使得它可以用作航天材料的防腐涂层,同时也意味着,如果给舰艇涂上石墨烯涂层,就好似穿上一身‘刀枪不入’的防腐铠甲。”顾健说。
用石墨烯做的超级电池,放在电动汽车上,充电20分钟,可以续航500多公里。
在医院,如果在患者手臂上带上一个打印石墨烯的射频识别标签,这一标签与其他二维材料结合在一起,能够感应患者体温、血压等信息并自动传回读取器,医护人员能够无线监控患者状态,这将大大简化患者的护理。
……
目前,石墨烯产业正在从技术概念期向产品导入期过渡,尚未形成完整的产业链。“现在石墨烯产业上中游发展火热,下游应用一直是短板,缺乏大规模应用是制约行业发展的主要瓶颈,关键在于如何将实验室的技术导入到下游的应用中,这些都将成为我们的研究方向。”顾健说,襄阳的新能源新材料产业发展前景广阔,石墨烯产业基地成立后,他和他的团队将由实验室阶段走向中试阶段,开始研究石墨烯的应用技术,打造军民融合产业化平台,并联合我市相关企业快速形成产业集群。
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石墨烯被称为“新材料之王”,具备超薄、高强度和导热性、导电性、透光性极佳等特性:只有一个碳原子厚度,是自然界最薄的材料;其结构稳定,强度超过钻石;导热系数高于碳纳米管等新材料和金刚石;电阻率比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料;透光性高达97.7%,几近透明。近年来,随着国际、国内社会对石墨烯认识的加深,石墨烯产业已成为极具前瞻性的战略性新兴产业。