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中英创新|诺奖得主诺沃肖洛夫:中英可以共同制定石墨烯标准

澎湃新闻记者 李怡清 实习生 邵景楷
2016-09-24 11:11
来源:澎湃新闻
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康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Kostya Novoselov)。 东方IC 资料

“我和中国伙伴进行石墨烯研究合作已经2年了。这两年,我开始学中文和中国画,但我的中文只够在酒吧里点一杯酒。”

在9月23日举行的“非凡中英创新论坛”上,面向数百名与会者,英国曼彻斯特大学教授、皇家科学院研究员康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Kostya Novoselov)在讲述中英两国在石墨烯方面的合作时,这样幽默地说道。由于在石墨烯材料研究方面做出了卓越贡献,诺沃肖洛夫于2010年被授予诺贝尔物理学奖。

2004年,英国曼彻斯特大学物理学奖安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功从石墨中分离出石墨烯,证实它可以单独存在。此后十余年,石墨烯毫无疑问成为了工业界具有最大应用潜力的“明星”,有科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。

“从第一个成功分离石墨烯的实验,到它的商业运用,石墨烯研究的发展非常快。” 诺沃肖洛夫说,曼彻斯特大学在这方面走在前沿,“我们有独立的研究室,也与中国的大企业进行合作。我们在热管理方面就与华为进行合作。”

“未来,石墨烯方面的合作不应局限于高校、研究机构和企业间的合作,而应该扩展到更大的范围,成为国与国之间的合作。”诺沃肖洛夫在演讲中表示,“当下,还没有关于石墨烯的标准,各种甚至不是石墨烯的东西也被称为石墨烯,这会造成歧义。”

“石墨烯的标准化需要国家间的合作,各国的同行应该坐下来进行讨论,需要为石墨烯制定怎样的测量仪器和标准,”诺沃肖洛夫说,“英国和中国正好可以迎头而上,肩负这样的责任。”

9月23日的“非凡中英创新论坛”间隙,石墨烯的发现者之一康斯坦丁·诺沃肖洛夫接受了澎湃新闻(www.thepaper.cn)的专访。“很幸运,我可以在做科研的时候不用考虑市场前景。”他告诉记者。

访问结束后,诺沃肖洛夫表示,自己做的是基础物理学科的研究,自己研究出一些成果,希望后人可以用20年来研究如何应用。

提出领域内的“禁忌”问题

澎湃新闻:能否向读者介绍一下你的科研道路,如何在长期的研究和实验中,最终发现了石墨烯?

诺沃肖洛夫:一开始,石墨烯并不是我们的研究方向,我的专业方向是是凝态物理学、微观物理学和纳米技术。但是我的教授安德鲁·海姆引入了一种工作风格,希望我们从无数“失败的”实验中研究超越我们当前专业之上的课题。正是因为“无知”的庇佑,我们才能提出一些该领域内的“禁忌”问题。

某天,我们试着提出这样的一个问题:我们能否制作一种新型晶体管?于是我们开始动手研究。幸运的是,我们随后得到了一些成功的样本。此后,经过一年的辛苦工作,我们终于得到了石墨烯。其实起初这只是一个“副项目”,而后才发展壮大的。

澎湃新闻:如何评价未来石墨烯在工业、商业等领域的应用前景?

诺沃肖洛夫:我认为石墨烯行业正在自然而稳步地发展,并将在未来5到10年内取得重大进步。十年前,石墨烯的制备是无法想象的,那时候,即便是你问我,我也会说石墨烯是不可能也不应该存在的。而现在,石墨烯已经有了很广泛的应用。

当然,想要一夜之间让你身边的所有物品都成为石墨烯制品是不可能的。石墨烯在任何新兴行业的应用都将是自然发展并逐步扩大的,且投资规模也将越来越大。我们估计这个发展过程会持续几年,先从合成材料开始,然后会逐步扩展到热能管理、电子学、营养学和营养能量等行业。过去3年里,石墨烯已经在诸多领域得到了应用。

(对石墨烯的商业应用前景)我不需要做出评价,我是科学家而不是商人,这是那些人(的任务)。

澎湃新闻:你和导师、搭档安德鲁·海姆过去曾长期合作,一起进行了许多有意义的实验。未来,你们的研究方向将往哪里?

诺沃肖洛夫:我不能替安德鲁作答,因为我们专攻不同的课题,虽然有时合作,但我们都有各自的课题。

我目前正在研究一种超越石墨烯的材料,这(与石墨烯一样)也是一种极薄的材料,但与石墨烯性质不同。同时,我们还基于这种晶体制作了人工材料,这种人工材料也是精确到原子结构,有非常杰出的特性。

与中国在石墨烯研究领域合作广泛

澎湃新闻:2015年,屠哟哟成为了中国第一位获得诺贝尔科学奖项的中国人。世界人口第一的中国拥有数量众多的高校及科研人员,但却缺少世界顶级的科学家,你怎么看?你如何评价中国高校和科研人员的研究和创新的能力?

诺沃肖洛夫:中国科学事业的发展非常迅猛,中国无须为此担忧。所以,未来几年之内,中国就会出现大量比肩全球顶尖科研人员的教授。中国的平均科研水平正在日益提高,我敢肯定,中国的科学事业将最终达到一个很高的水平,也许在5到10年内就能看到这一天。

中国在石墨烯领域的研究质量很高,我们有很多中国的合作伙伴。我们和北京的中科院物理研究所、 沈阳材料工程研究所、中国科学院大连化学物理研究所、厦门大学、北京大学等不同机构的人员都有合作关系。我们开展了很多合作研究,这些合作都十分高效、令人激动且颇有成效。

澎湃新闻:正如你所说的,你正与中国的研究人员在石墨烯领域进行合作。未来中英两国间在创新领域的合作前景如何?

诺沃肖洛夫:我认为我们需要寻找具有共同利益的领域。就科学而言,我们很难做出预测,因为科学本质上是一种无法预言的东西。你能够的,也只有工程学方面的东西。我们会设定计划,但在实施过程中又通常会偏离既定计划转而研究一些新的东西。

因此,很难说我们以后会和中国的同行展开哪些合作。在科研中,你总会挑选该领域最优秀的合作者,这些人总会研究一些令人振奋的东西。所以,我们需要保证的是,将连接英国最好的教研机构与中国顶尖的高校。

然而,仍有许多科学之外的领域需要跨机构、跨国界甚至是全球性的合作,这些领域更需要创新与工业化。全球有很多这样的领域,亟待多国共同的努力。

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