如果把材料学比为一棵“古树”，石墨烯就是树上结出的“新枝”之一。4月10日，第12期科技创新院士报告厅在深圳创新发展研究院开讲，中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长刘忠范围绕“新材料产业发展的底层逻辑：石墨烯的创新实践”进行分享，并与线上线下超20万听众进行了交流互动。

刘忠范院士在活动现场。

“无心栽柳”带来科研创新突破

石墨烯是一种单层碳原子构成的蜂窝状纯碳材料，它是最薄、最轻、最强、最坚硬的材料，也是最好的导热、导电材料。“如果说硅是20世纪的战略新型材料，那么石墨烯应该是21世纪的战略新型材料。”刘忠范院士分享道。

石墨烯是如何发现的？他从2000年的“搞笑诺贝尔奖”讲起。

英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·海姆曾进行一项名为“悬浮青蛙”的有趣实验。实验中，他和同事使用一台超强的磁体，产生极其强大的磁场。随后他们把青蛙放进去，因肚子里有水，青蛙也飘浮在空中。这个实验获得“搞笑诺贝尔奖”。

“海姆教授的实验室有个‘星期五晚间项目’，就是用十分之一的时间做些有趣、但不一定有结果的工作，‘悬浮青蛙’就是其中之一。而在10年后，他就因发现石墨烯获得了真正的诺贝尔物理学奖，据说灵感就是来自这个项目。”刘忠范院士说。

他进一步表示，从零到一的原创性基础研究，常常源于科学家们强烈的好奇心和求知欲，是“无心栽柳”的结果。

“胶带撕出来的诺贝尔奖”

石墨烯又被称为“胶带撕出来的诺贝尔奖”。

据悉，海姆教授和康斯坦丁·诺沃肖洛夫一起，将胶带粘在石墨上，然后将石墨切成小块，用胶带反复粘贴，石墨变得越来越薄。这个过程重复多次后，他们最终在显微镜下观察到了一种全新的材料——单层石墨烯。

刘忠范院士表示，这种新材料发现以来，我国在相关领域发展迅速。

目前，中国在石墨烯领域论文发表数量以及专利申请数量是全球最多，基础研究与产业化力量在全球处于第一梯队。

“但与欧美国家相比，中国石墨烯行业的关注点不在一个频道上。国外更关注真正体现石墨烯新材料特性的未来型技术研发，而我国则大多关注实用性产品的开发，生产企业主要以初创期的中小微企业为主。”他表示，未来需要在高端研发方面发力。

刘忠范院士将石墨烯作为攻关方向，2019年，他曾花了半年时间走遍全国14个省29个城市，实地考察了上百家相关企业。

“回来之后我就放心了，我们是有竞争力的和机会的。”他同时强调，一种新材料要想站住脚，必须有一个离开它不行的用途，也就是“杀手锏”。

促进有效市场和有为政府更好结合

目前在石墨烯领域，还存在技术难题，比如低成本的规模化制备技术，低成本的批量剥离转移技术等。

“科学是天马行空，需要自由，而产业和市场需要敢吃螃蟹的创新生态和公平竞争的文化土壤，”刘忠范表示，“今年的政府工作报告提出‘促进有效市场和有为政府更好结合’。‘国家意志’和‘市场意志’的有效协同，是我国石墨烯产业健康发展的关键。”

院士报告厅部分演讲嘉宾。

据悉，科技创新院士报告厅由深圳创新发展研究院、中关村产业转型升级研究院、深圳企联等共同主办。本期活动由深圳市新材料行业协会、深圳市石墨烯协会、深圳市电池行业协会、深圳市微波通信技术应用行业协会、深圳大学管理学院等共同举办。

（主办方供图）

编辑 范锦桦 审读 伊诺 二审 张玉洁 三审 詹婉容