二维材料和曼彻斯特石墨烯工程创新中心

石墨烯等二维材料正在彻底改变我们生活的许多方面。随着每天都有新的研究成果发布，它们被广泛应用于各种产品和行业只是时间问题。为了进一步深入二维材料研究并加速商业化进程，曼彻斯特大学将于 2018 年 10 月成立一个新的研究所。GEIC（石墨烯工程创新中心）将为曼彻斯特大学进一步开展二维材料的开发和研究提供场所。

曼彻斯特石墨烯工程创新中心（图片来源：曼彻斯特大学）

石墨烯是由单层碳原子组成的一种二维材料，最初人们认为它不可能存在，也不可能足够稳定地分离出来。然而，曼彻斯特大学的研究人员在 2004 年成功分离出石墨烯后，发现它具有大量有益的特性。它不仅重量轻，而且非常坚固和灵活。

尽管石墨烯最为人熟知，但人们认为实际上可能有多达 600 种不同的二维材料。这些材料都具有各自的重要特性：例如，六方氮化硼可用于电子领域。另一方面，石墨烯不一定能取代硅，但可以作为涂层或浆料用于电子产品。目前，该大学有 300 多名研究人员正在研究这些二维材料，并希望在不久的将来开发和增加这些隔离材料。

我们将石墨烯作为’海报儿童’。这是它的起点，也是人们的兴趣所在……不过，根据所需应用的不同，还有其他二维材料可能更好或更具互补性。

詹姆斯-贝克，首席执行官–曼彻斯特石墨烯中心

利用自下而上的方法（通过操纵或组合其他材料来创造材料），研究人员目前正在研究不同二维材料的组合。2013 年发表的一篇论文研究了将二维材料组合在一起生产光伏设备的效果。通过选择互补性最强的二维材料，并将它们逐层混合在一起，生产出的微观装置在创造新型多功能材料方面取得了更多进展。

据詹姆斯-贝克（James Baker）介绍，世界知名的国家石墨烯研究所（位于曼彻斯特大学牛津路校区）专门 “汇集了全校的研究力量”。这种多学科的研究方法使研究从想法发展到可以实际生产的东西。全球石墨烯创新中心希望以此为榜样，引入制造、工程和工业合作伙伴，并探索更多的商业技能和活动”。

两家机构都使用TRL（技术准备水平）等级来衡量其研究，1代表蓝天研究，4/5代表实验室演示。GEIC 将关注 TRL 3 级及以上（试验产品以上）。研究所将面临的一些挑战是，研究和试验产品需要 “扩大规模”，以便能够重复和大量地取得成果。

NGI 是曼彻斯特的重要组成部分，相信在 GEIC 建成后，它的重要性将进一步提升。有了加快和扩大二维材料开发的能力，我们希望在未来几年内，以二维材料为主要成分的市场将不断扩大，产品将开始上架。从轮胎、训练鞋到航空航天，人们认为，加入二维材料后，大量产品都将得到改善。

这座耗资 6000 万英镑的建筑位于曼彻斯特皮卡迪利附近的 UMIST 老校区，目前仍在建设中，将于今年 6 月移交给大学。