深圳大學(xué)張浩教授專注于新型石墨烯材料的研究與開發(fā)

深圳大學(xué)張浩教授專注于新型石墨烯材料的研究與開發(fā)

5日，國家石墨烯材料術(shù)語、定義和代號標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）在國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會官網(wǎng)上正式發(fā)布，標(biāo)志著我國第一個(gè)石墨烯國家標(biāo)準(zhǔn)的制定取得了重要進(jìn)展。

石墨烯是一種只有一層碳原子的二維晶體，與石墨材料分離。它被稱為新材料之王。自發(fā)現(xiàn)以來，引起了人們的廣泛關(guān)注和關(guān)注，年輕的80后深圳大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師張浩是石墨烯的研究者之一，在石墨烯領(lǐng)域工作了8年，在2015年深圳引進(jìn)的18個(gè)孔雀團(tuán)隊(duì)中，張浩領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)作為深圳第一個(gè)石墨烯團(tuán)隊(duì)，先進(jìn)的二維材料光電器件開發(fā)團(tuán)隊(duì)。

穿上內(nèi)外防塵服，戴上帽子，手和臉從上到下露出來，在深圳大學(xué)光電實(shí)驗(yàn)室，張漢正帶領(lǐng)學(xué)生反復(fù)實(shí)驗(yàn)、記錄和再實(shí)驗(yàn)。

早在2005年張浩主修材料物理的時(shí)候，他就對光納米管產(chǎn)生了興趣，新材料石墨烯的迅速興起，增強(qiáng)了他深入研究新材料的決心，石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最硬、導(dǎo)電性最強(qiáng)的納米材料之一。張漢說，這被稱為黑金，有望發(fā)展成為下一個(gè)萬億級的產(chǎn)業(yè)。在博士后研究中，張浩提出了將新材料與光電工程相結(jié)合的想法。兩個(gè)看似無關(guān)的學(xué)科的融合必將導(dǎo)致意想不到的科學(xué)創(chuàng)新。這一交叉點(diǎn)是《科學(xué)之路》已經(jīng)走了八年，八年來發(fā)表論文100多篇，被引用5000多次，ESI引用論文20多篇。

2012年，從學(xué)?；貒膹埡婆c三位志同道合的研究人員在深圳組建了自己的研究團(tuán)隊(duì)。兩年后，一種新材料引起了張浩的注意。這種新的二維類石墨烯材料黑磷，具有可控制的能隙，能夠?qū)㈦娮有盘栟D(zhuǎn)換成光信號，并具有石墨烯不具備的一些特性，被認(rèn)為是新一代的超材料。

當(dāng)時(shí)，國際研究還處于起步階段。張浩帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)探索了一種新的黑磷液相制備方法，揭示了黑磷獨(dú)特的層依賴?yán)头蔷€性光學(xué)性質(zhì)，并利用黑磷實(shí)現(xiàn)光纖激光器的鎖模，在大規(guī)模制備薄層黑磷方面取得了突破。

結(jié)果一公布，就引起了國內(nèi)外材料科學(xué)界的廣泛關(guān)注，一年多來發(fā)現(xiàn)了黑磷，平均年齡在35歲以下的團(tuán)隊(duì)成為了該領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，我們的目標(biāo)不是成為一個(gè)與國外同步的跟隨者，而是成為一個(gè)與國外同步的跟隨者。張涵說：先鋒和領(lǐng)袖站在學(xué)術(shù)前沿。

新的二維材料得到了廣泛的應(yīng)用，安裝在互聯(lián)網(wǎng)交換機(jī)上的二維材料光電器件可以提高互聯(lián)網(wǎng)的傳輸速度和擴(kuò)展能力，應(yīng)用于投影儀、顯示屏和照相機(jī)時(shí)可以提高成像速度和質(zhì)量，但目前傳統(tǒng)的核心專利光電設(shè)備在外國企業(yè)手中。

如果能夠推進(jìn)前沿光電設(shè)備布局，很可能打破國外技術(shù)壟斷，奪取國際技術(shù)制高點(diǎn)，張浩表示，深圳光電產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢巨大，擁有中興、華為等多家龍頭企業(yè)。材料齊全，市場潛力驚人，成果轉(zhuǎn)化成功，使我們的研究始終處于接地狀態(tài)。

在孔雀項(xiàng)目組的申請過程中，一些評委建議張浩的團(tuán)隊(duì)加快市場轉(zhuǎn)型和突破，但張浩希望團(tuán)隊(duì)能夠做好基礎(chǔ)研究，專注于吃硬骨頭，即基礎(chǔ)學(xué)術(shù)研究。

科學(xué)家需要在幕后承擔(dān)更多的任務(wù)。只有夯實(shí)科學(xué)研究的土壤，行業(yè)才能蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)在，除了指導(dǎo)10多個(gè)博士和博士后研究外，張浩還在深圳大學(xué)攻讀碩士學(xué)位。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)室無法進(jìn)行學(xué)術(shù)研究，我們需要掌握學(xué)位。REE：企業(yè)在生產(chǎn)過程中遇到的困難可以通過高水平的科研工作來克服，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，使科研更加扎根，使產(chǎn)業(yè)升級換代更快，張涵說。

2004年，曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃喬洛夫成功地分離出石墨烯和石墨。他們首先證實(shí)了石墨烯可以單獨(dú)存在，并獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。近年來，石墨烯受到了熱議。

有些人認(rèn)為石墨烯已經(jīng)被神化了。許多關(guān)于其性質(zhì)或所謂突破的理論夸大并混淆了概念。在許多領(lǐng)域，石墨烯可能不是最好的材料選擇，需要考慮其應(yīng)用前景。一些人也認(rèn)為石墨烯的概念在資本市場上很流行，但石墨烯電池的概念在市場本身很熱門，需要討論，其中大部分是投機(jī)的。另一些人認(rèn)為盡管石墨烯是市場上的一個(gè)熱點(diǎn)，一些公司有能力制備石墨烯，但石墨烯與下游應(yīng)用的結(jié)合顯然不理想，由于工藝復(fù)雜、成本高等諸多瓶頸，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的道路還很長。

爭議也是一件好事，因?yàn)檎嫦喔坜q。在張浩看來，關(guān)于石墨烯的爭議和誤解是因?yàn)槭袌鋈狈﹂T檻，導(dǎo)致大量人在中低端應(yīng)用石墨烯概念。石墨烯不是黃金油。學(xué)術(shù)界很多人都承認(rèn)它在某些方面的優(yōu)越性。

張浩認(rèn)為，石墨烯的致命特性是其電子和光學(xué)特性，但沒有什么特別之處，在工業(yè)化或研發(fā)過程中，我們應(yīng)該回歸到石墨烯本身的物理特性，針對其最有特色和最熟練的性能，做核心應(yīng)用的核心研究。他認(rèn)為一些盲目的后續(xù)行動在早期階段是不可避免的，但最終會被淘汰。

材料的工業(yè)化過程離不開標(biāo)準(zhǔn)的制定?！妒┎牧闲g(shù)語、定義和代號國家標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿）的出版被張浩評為具有象征意義，盡管石墨烯的學(xué)術(shù)研究已經(jīng)開展多年，但從全球角度來看，其產(chǎn)業(yè)化和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)才剛剛起步。先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)可以提高我國工業(yè)生產(chǎn)在這一領(lǐng)域的發(fā)言權(quán)。

標(biāo)準(zhǔn)的制定也為石墨烯的產(chǎn)業(yè)化提供了參考，從現(xiàn)場實(shí)踐來看，熱石墨烯材料引起了許多均勻競爭和低水平浪費(fèi)。標(biāo)準(zhǔn)的制定可以告訴市場和企業(yè)哪些是值得研發(fā)的，哪些是不必要的。此外，該方案本身也可以為科研決策機(jī)構(gòu)提供指導(dǎo)，更好地掌握石墨烯領(lǐng)域的研究項(xiàng)目配置。張漢說。（記者盧紹格）孔軒躍）

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