诺奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫：石墨烯的未来依然光明

编者按：近期，石墨烯诺奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授在《泰晤士高等教育》杂质的专访时表示：石墨烯固有的特性——卓越的强度、导电性和灵活性——继续吸引着研究人员和行业的兴趣。诺沃肖洛夫承认，最初的障碍是扩大生产规模的困难。然而，制造技术的进步正在稳步解决这个问题，为更广泛的应用铺平道路。诺沃肖洛夫认为石墨烯在各个领域的革命中发挥着至关重要的作用。他相信其独特的特性使其成为开发先进电池、柔性电子产品甚至革命性医疗设备的理想选择。创造更轻、更强、更高效材料的潜力为航空航天、建筑等领域的创新打开了大门。在承认挑战的同时，诺沃肖洛夫仍然充满信心。他强调，研究领域在不断发展，石墨烯合成和表征方面的新突破不断出现。他坚定不移地致力于突破科学的界限，加上他富有远见的前景，确保石墨烯的旅程远未结束。诺沃肖洛夫认为，石墨烯的未来仍然光明。通过不断的研究和创新，这种卓越的材料有可能对我们的生活产生重大影响，为充满技术进步和解决我们一些最紧迫挑战的未来铺平道路。

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“这是一个惊喜，”康斯坦丁·诺沃肖洛夫爵士回忆起近20年前在《科学》杂志上发表关于“原子级薄碳膜”的论文时所引起的狂热反响，这篇论文很快为他赢得了诺贝尔奖。

“我们完全不在碳研究领域，所以我们真的不知道有多少人已经研究了几十年。许多科学家认为石墨烯是一种不可能存在的材料，所以自然引起了很多关注，”他回顾了2004年的论文，该论文最终让他和曼彻斯特大学的同事安德烈·海姆在2010年共同获得了诺贝尔物理学奖。一年多后，两人都被封为爵士。

然而，这种迅速而非凡的赞誉与人们对这种神奇材料的兴奋完全一致，许多人希望它能引发新的英国工业革命。石墨烯——超薄、高导电性且制造成本低——被预测为将取代硅成为芯片的首选材料，同时许多人认为其强度、耐用性和柔韧性适用于各种产品。

为了确保英国领先世界，当时的财政大臣乔治·奥斯本在2011年拨款5000万英镑（后来增加到6000万英镑）在曼彻斯特建立了一个石墨烯研究中心，帮助将这种新材料从“英国实验室带到英国工厂车间”。2013年，欧盟委员会更进一步，推出了为期十年的10亿欧元（8.7亿英镑）的石墨烯旗舰项目，以实现技术商业化。

“在某个时候，似乎所有东西都将由石墨烯制成，”自2019年以来一直在新加坡国立大学高级二维材料中心担任教授的康斯坦丁爵士说。

但石墨烯——尽管现在已经用于网球拍、直升机叶片和润滑剂等——并没有成为许多人所希望的游戏改变者。近年来，英国石墨烯公司在财务上挣扎，而今年1月发布的元市场分析估计，2022年全球石墨烯销售额为3.8亿美元（2.9亿英镑），表现稳定但并不特别出色。

康斯坦丁爵士并不担心石墨烯尚未达到早期的炒作。

“我们走上了一条更现实的道路——我们可以看到石墨烯有些事情是可能的，有些事情是不可能的。这比说它可以用于一切更好的技术方法，”他在德国南部的年度林道诺贝尔奖得主会议上对《泰晤士高等教育》说。

石墨烯比许多人想象的更普遍，这位49岁的俄罗斯出生的科学家坚称，他是近50年来最年轻的诺贝尔奖获得者，获奖时年仅36岁。“如果你拥有一部中国手机，你可能每天都在使用石墨烯，因为它被纳入了电池技术。而且应用的数量每天都在增加，”他说。

康斯坦丁爵士强调，石墨烯的意外发现——他和他的博士生安德烈爵士用胶带撕掉石墨层——证明了支持基础科学研究的重要性。

“用相对少量的钱，你可以产生很大的影响，”他说。“石墨烯之后的投资使许多科学受益——特别是欧洲的材料科学社区。它还让我们能够将一大批科学家带到曼彻斯特，创建一个可能在未来几十年内领导材料科学研究的关键人才群体。”

这些科学家以及致力于潜在应用的衍生公司仍可能实现石墨烯的潜力，他补充道。“世界上约5%的能源用于计算，随着人工智能的到来，这一比例很快将达到10%。我们需要解决方案，石墨烯和其他材料将有助于提供解决方案，”他说。

尽管康斯坦丁爵士仍与曼彻斯特保持联系，但他表示担心近年来英国研究界的一些活力已经丧失——受英国脱欧的影响，以及最近英国实验室与中国和俄罗斯研究人员合作的限制。

“如何进行好的研究没有什么秘密——它是由最好的人才完成的，我们知道优秀人才的供应在世界各地是相当均匀的。如果你能吸引最优秀的人才到你的机构，你就会赢。英国脱欧后，使得将这些人带到英国变得相当困难——英国不再像以前那样具有吸引力，”康斯坦丁爵士说。

“更普遍地说，我看到科学比以前少了联系——科学家们正在与全球科学界脱节，这对任何人都没有帮助，”康斯坦丁爵士继续说道，并补充说，“提到了安全问题，但99%的科学与军事无关。”

他认为，新加坡等国家可能会受益。“我们受益于乌克兰和俄罗斯科学家一起工作，还有很多优秀的中国博士生和博士后——这是非常国际化的。这是我在新加坡喜欢的，但在英国实验室里要实现这一点要困难得多，”他说。