山西大学牵手石墨烯诺奖得主 将合建实验室、培养研究生

中国国际人才交流大会是我国规模最大、规格最高的人才与智力交流盛会。日前，在第十六届中国国际人才交流大会上，山西大学与英国曼彻斯特大学2010年诺贝尔物理学奖获得者石墨烯专家康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）就合作培养研究生、合作建设实验室达成意向，这一成果令人瞩目。

石墨烯是啥？

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯虽然仅仅只有一个原子的厚度，但它的结构却非常稳定，比钢铁强韧200倍，同时它又有很好的弹性，被誉为“新材料之王”。

实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯的应用非常广泛，其中广为人们关注的就是石墨烯电池——美国俄亥俄州的Nanotek仪器公司利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新的电池。

这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟。分析人士认为，未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后，将带来电池产业的变革，从而也促使新能源汽车产业的革新，而最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。

Kostya Novesolov，英国曼彻斯特大学科学家。1974年出生于俄罗斯的下塔吉尔，具有英国和俄罗斯双重国籍。2004年诺沃肖洛夫在荷兰奈梅亨大学获得博士学位。在读博士期间，他就与安德烈·海姆开始了合作研究。

科学家在20世纪40年代就对类似石墨烯的结构进行过理论研究，但在此后很长时间里，制取单层石墨烯的努力一直没有成功。在英国曼彻斯特大学工作的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（即Kostya Novesolov），用普通胶带完成了他们的“魔术”——他们用胶带从石墨上粘下薄片，这样的薄片仍然包含许多层石墨烯。

但反复粘上十到二十次之后，薄片就变得越来越薄，最终产生一些单层石墨烯。这个看上去非常简单、一点儿也不高科技的方法，并不是他们的首创。在此之前就有人试过，但却没能辨识出单层石墨烯。

瑞典皇家科学院2010年10月05日宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。

瑞典皇家科学院认为，海姆和诺沃肖洛夫的研究成果不仅带来一场电子材料革命，而且还将极大促进汽车、飞机和航天工业的发展。

牵手山西大学

中国国际人才交流大会是我国规模最大、规格最高的人才与智力交流盛会。会议期间，山西省举办了“山西省国际人才交流深圳座谈会”，邀请了外国专家、国家“##计划”专家、海外高层次人才等63位嘉宾参加。

通过大会交流，山西省参会单位与外国专家组织充分深入洽谈，达成大量的合作意向，预计引进外国高层次人才260余人。其中，中北大学成功引进非接触式原子力显微镜日本专家Yasuhiro Sugawara，山西德益科技有限公司成功引进超级电容碳材料美国专家Stephen MarkLipka，山西大学与英国曼彻斯特大学2010年诺贝尔物理学奖获得者石墨烯专家Kostya Novesolov就合作培养研究生、合作建设实验室达成意向。

山西大学有可能与该项目合作什么？

基础研究：石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。

传感器：石墨烯可以做成化学传感器，石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。

晶体管：石墨烯可以用来制作晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。

柔性显示屏：柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好,成为未来移动设备显示屏的发展趋势。

能源电池：新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。