津云新闻讯：日前，南开大学“名师引领”通识选修课《材料科学机遇与挑战》迎来第十讲，中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长、北京大学博雅讲席教授刘忠范为南开学子带来题为“古树新枝，继往开来的石墨烯材料”的精彩授课。
刘忠范院士正在给南开大学本科生上通识课
刘忠范院士首先带领大家回顾了碳材料的发展史，从远古到现在，碳材料一直伴随着人类文明的脚步而不断发展，从石墨产业到炭黑、活性炭产业，再到金刚石产业、碳纤维产业，碳家族是新兴产业的摇篮。
那么，下一个新兴产业是什么？刘忠范院士认为是石墨烯产业。“石墨烯应该是古老碳材料产业中的新星。”他说。石墨烯被称为“新材料之王”，其优点广为人知。刘忠范院士用四个之“最”总结石墨烯的优点：“最薄、最轻”——它只有一个原子层的厚度；“最强、最坚硬”——比钢强韧200倍；“导电性最好”——电子迁移率是硅材料的100倍；“导热性最好”——是金属铜的10倍。
刘忠范院士从石墨烯的概念和结构讲起，介绍了石墨烯在电子信息、光通信、能源、生物医药、节能环保等领域广阔的应用前景，他说：“石墨烯有太多的可能性，它正逐渐地走进人类的生活。” 刘忠范院士讲述了石墨烯的分类与制备方法，并着重阐明了石墨烯新材料产业发展的挑战和现状，他说，低成本规模化制备技术，低成本批量剥离转移技术，单层基元材料到实用宏观材料的过渡和性能传递方法，复合基体材料中的分散技术，不可替代的杀手锏级应用等等，都是石墨烯产业化之路面临的挑战。
结合自己团队在石墨烯材料制备方法和技术突破应用上的持续探索，刘忠范院士指出，石墨烯是由制备决定未来的产业，但当前石墨烯材料的研发现状与理想还相差甚远。他说，理想的石墨烯薄膜是完美的二维单晶，而现实常是由单晶碎片堆积起来的富含缺陷的多晶薄膜，就像一件缝补起来的破衣服。“所以，作为一种新型材料，石墨烯材料的发展现状是理想很丰满，现实很骨感。”刘忠范院士风趣地说。
“发展石墨烯产业绝非一朝一夕的事情，需要国家意志、产学研协同创新和长期不懈的努力。”刘忠范院士指出，“只有把石墨烯材料做到极致才能有望形成真正的产业，而这就需要真正的工匠精神和匠人，让更多的心躁动起来想做事，让更多的人安静下来能做事，从而去填补从理想到现实的巨大鸿沟。”
课上，刘忠范院士通过一些有趣事例，启发同学们对科学的兴趣。
他提到，作为有可能带来颠覆性材料革命的新材料之王，石墨烯竟然是“用胶带撕出来的”。2004年，英国物理学家安德烈·海姆和他的学生用一片胶带去粘另一片胶带上的石墨，再撕下来就可以让石墨片变薄，最终剥离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人因此共同获得诺贝尔物理学奖。刘忠范院士说，其实，根据早期的相关理论，石墨烯是不能稳定存在的。“但是，理论上不存在的东西，物理学家们努力去做，而且最后做出来了，这说明对科学研究来说，需要强烈的好奇心和探索的勇气，不要人云亦云。”刘忠范院士说。
刘忠范院士还为大家讲述了自己留学时代的故事，他说，当初因为研究的需要，经常会用胶带撕石墨。“我撕完就扔掉了，人家拿着它接着撕，最后就拿诺奖了。”通过自己的这个故事，刘忠范院士告诉同学们，做研究需要一根筋，但是也不能完全一根筋，有的时候，换个思路，换个角度，就会出现意想不到的突破。
在授课最后，刘忠范院士说：“不能只关注现在，否则你会丢掉未来，石墨烯产业尤其如此。而对于做这方面工作的团队来说，你也不能只关注未来，否则很难走到未来。”他还勉励同学们，永远不要给自己设置天花板，要超越自己，勇敢前行。
南开大学材料科学与工程学院2020级本科生查理说：“刘院士的讲座深入浅出，不仅专业，而且趣味，让我不再局限于课本上片面的单层石墨的介绍，使我对石墨烯的学习研究有了更大的兴趣，也让我充分认识到了科研转化为实际应用的重要性，我要像刘院士说的那样，‘真正做点有用的东西，不是上书架就是上货架’。”
听到刘忠范院士“永远不要给自己设置天花板”的勉励，南开大学材料科学与工程学院2019级硕士研究生刘超受到了很大启发，他说：“不是由于有些事情难以做到，我们才失去自信；而是由于失去自信，有些事情才难以做到。面对科研生涯中的种种困难，我要勇敢地迎上去。”
《材料科学机遇与挑战》这门课是南开大学材料科学与工程学院于今年初开设的“名师引领”通识课，课程着眼新材料研究前沿，邀请材料科学领域院士名家，以通俗易懂的方式，向本科生讲授材料科学的新进展和前沿技术、材料科学发展机遇与挑战。（津云新闻记者段玮 通讯员付坤）
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