精彩回顾｜高超教授：发现 发明 发展——石墨烯与未来文明浅谈

2023年11月19日，浙江大学高超教授做客燕园“传道经纬：科学家的故事”主题讲座，在北京大学建筑与景观设计学院分享“发现 发明 发展：石墨烯与未来文明浅谈”。整场讲座中，高超教授从人类的使命和意义出发，讲述自己与石墨烯的故事，分享科研道路上一路走来的感触；并以其文学修养和积累，传递了科学家在发明创造背后需要的长久坚持和非凡热忱。本次讲座由汪芳教授组织并主持。

题目：发现 发明 发展——石墨烯与未来文明浅谈

高   超  
教授，浙江大学

科创求新之人类使命

发现是认知，是我们对自然或社会文化的认识，是我们对客观规律的发现与诠释。发明则是将认知层面的知识转化为物质实体的过程，是人类突破自我的重要方式。而发展就是人类不断突破边界，走得更高、更远、更快的过程，是我们不断拓展我们的认知以推动人类社会不断进步的方式。而人类的使命与意义，正是通过发现和发明来推进人类不断发展。

烯碳时代之文明演替

纵观人类历史上，材料的进步带来了文明进步，从而带来了人类社会的发展。高超教授认为，材料革新不仅反映了人类文明的发展，而且是拉开不同文明之间差距的重要因素。从冷兵器到热兵器时代的转变，以及美国近现代依靠以硅谷为代表的产业革新开启的全新时代，我国在铁器与硅芯时代发展的延后性使得我国的生产力落后于先进国家。尽管对于过去已经落后的科学研究我们仍需要去追赶与先进国家的差距，但在全新的科学领域却是全球同步的，是我们可以做出领先成果的领域。

新物质、新材料对一个国家来说是重大的战略机遇，高教授指出，石墨烯这个神奇的材料有可能成为我国开启新时代的一个机遇。作为一种新型的碳材料，因其优异的性能（如高强度、硬度大等）和对光的吸收能力（包括可见光、红外光、紫外线等各个波段的辐射），成为未来科技发展的关键。此外，石墨烯不仅在形态上有很多可能性，而且不同的形态下还具备不同的性能，这使其既可以用在航空航天、探测等尖端科技领域，也可以用在保暖产品制作等贴近人们日常生活的领域。

天才与汗水之科研奥秘

通过自己与石墨烯的故事，高超教授分享了自己研究历程中的一些感悟。首先，在科研中要做一个“有意识的人”，也就是成为一个善于捕捉现象的人，多留心特殊的现象，发掘新视角。例如，在处理实验数据的时候，有时候会出现“异常数据”，有的人会认为这是实验失误，而有意识的人则会抓住这一现象进行深究，反复验证，有价值的研究往往源于对独特现象的捕捉，从而取得突破。团队一位同学在实验中发现材料“起泡”，感觉实验失败了而垂头丧气，但高超教授则抓住“发泡”这一现象，在通过查找文献后更加印证了这是一个全新的现象，从而成为了研究的突破口。在团队成员用滚筒碾压使其产生褶皱后，材料的韧性获得了提升，这个“发泡”现象最后为团队在石墨烯的研究带来了新的突破。

其次，在科研中还要做一个能够耐心坚持的人，科研中的很多问题其实是可以解决的，再耐心坚持一下或许就能够找到解决方法。例如，在获得合适的石墨烯样本过程中，有的人在尝试过一些方法而没有成功便放弃了，结果与卓越成果擦肩而过，而有的人耐心坚持，通过不断调整方法，迂回图之，最终实现了目标。高超教授提到，自己有一名学生在博士的五年中只做了一篇文章，其中三四年的时间她都在反复实验，不断进行石墨烯纤维的融合与分裂，最终她的成果使她获得了“未来女科学家奖”。这样的坚持需要非凡的定力，急于求成不行，只能稳打稳扎。

我们常听这样一句话：天才就是1%的灵感加上99%的汗水，但那1%的灵感是最重要的，甚至比那99%的汗水都要重要。而灵感与汗水分别代表了“意识”与“坚持”这两种重要的品质，高超教授认为，二者会在不同的环节发挥作用，而且这两个品质都是科研过程中不可或缺的。

4D和3T之科研思维

作为一个科学家，高超教授认为自己的职责就是做研究，而且是要做有价值的研究。至于如何做有价值的研究？则总结为科研价值判断的“3T”和实现途径的“4D”。

“4D”是指“发奋”、“发现”、“发明”和“发展”。前面提到发现、发明和发展是人类的使命，也是科学家的毕生追求，而在这之前，勤奋努力是不可或缺的品质。

“3T”是指First，Best和Most。First意指要做“首创”，即做出自己的领域和方向。在研究中找到独特的视角很关键，只有独特性才有学术价值，我们可以通过对已有的研究进行学习和分类，找到边界之外的新领域来帮助自己寻找有独特性的方向。Best意指要做到极致，也就是在研究中要不断追求做到最好。即使自己所做的内容并非业界独一无二的，那么做到业界最好、做出世界记录也很好。Most意指“使命”，如果前两者都没有做到，那么在业界把影响力做到最大也是一个很好的努力方向。而把影响力做到最大可以有两个方面的思路，一是修正过去认识错误的东西，集百家之所长，把一个领域内的理论框架构建起来，做专业教科书式的整理与优化；二是用新方法、新思路去优化已有的研究，从而帮助简化流程、减少成本等，促进产业发展，扩大化社会效益。

最后，汪芳教授谈了对本次讲座的感受：通过自己的科研故事，高超教授传递了对科研的思考与感悟。而这些故事帮助启发我们的科研思维，审视我们的科研方式。科研既需要敏锐和善于发现的眼光，更需要上下求索、不断求新的持续性。做研究不能闭门造车，而是要将自己放在一个学科体系中去不断比较，跟踪世界上代表性团队的科研进展，从而不断找寻自己的突破点。

图 讲座后高超教授与现场观众合影

主讲人

高   超 教授，浙江大学

浙江大学高分子科学与工程学系求是特聘教授、博导，浙江大学高分子科学研究所所长，浙江大学先进纤维材料研究中心主任，国家杰出青年科学基金获得者。

主要从事石墨烯化学与宏观组装等方面的研究，发明了石墨烯纤维、石墨烯柔性薄膜、石墨烯气凝胶、石墨烯无纺布、石墨烯/硅室温宽光谱光电探测器等原创成果。通过产学研协同创新，建成了全球首条IGCC认证的单层氧化石墨烯量产线，发明了第四代纤维—石墨烯康护纤维，打通了石墨烯的料材器用全链条，实现了规模化应用。