石墨烯 20年：20 秒内的 20 个重要时刻

我们一直在谈论石墨烯分离 20 周年纪念，因此，我一直在思考这一伟大历程中的关键时刻。为了庆祝这一时刻，尽管有许多时刻可供选择，以下是我的 20 个重要时刻。

排名不分先后，但 20 年给了你一个回顾、反思和展望未来 20 年的好机会！

1.石墨烯的剥离

2D 旅程已经开始

2004 年，曼彻斯特的安德烈-盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁-诺沃肖洛夫（Konstantin ‘Kostya’ Novoselov）开始了他们的探索之旅，这将产生一系列突破性应用，并为未来提供动力。

2.诺贝尔奖

在学术界掀起热潮

六年后，安德烈和康斯坦丁的研究成果获得了诺贝尔物理学奖。这反映了他们的工作即将开始产生的变革性影响。

3.国家石墨烯研究所（NGI）成立

加快科技发展

为实现突破而建设的国家设施和世界领先的研究设施。这里拥有 1500 平方米的 ISO 5 级和 6 级无尘室，能够处理 150 多种二维材料，并提供从显微镜到光学实验室、从计量学到化学的各种工具，为创新提供动力。

4.石墨烯工程创新中心（GEIC）开幕

让石墨烯为工业服务

通过开放 GEIC，曼彻斯特大学建立了英国学术界独一无二的机制：从实验室到市场的流水线，支持从 NGI 的 1-3 级技术就绪水平到 GEIC 的 4-7 级技术就绪水平的整个研究和创新过程。这种行业主导、学术支持的模式意味着我们可以支持企业突破极限、快速取得突破，并从实验室一跃进入市场。

5.制定新的研究标准

石墨烯有望改变我们对先进材料的看法

在撰写本文时，Geim 和 Novoselov 的论文 ” Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films “已被引用了 40,000 多次。这使它成为有史以来被引用次数最多的科学论文之一。

6.引文

展示学术兴趣和科学技术的快速发展

另一篇有影响力的论文《The rise of graphene》发表于 2007 年，引用次数超过 11,000 次。在 Clarivate 编制的 2021 年榜单中，NGI 的八位研究人员跻身本领域引用次数最多的百分之一。

7.二维（2D）材料起飞

开辟一个全新的物质世界！

继石墨烯之后，二维材料家族又有了长足的发展。我们可以预计，二维材料的数量已超过一千种，其中一些材料，如过渡金属二卤化物（TMDs）和 MXenes 正在经历快速增长，引发了电子、光电和储能等新应用……”

8.石墨烯无所不在

让石墨烯为工业服务

石墨烯是一种可以提高复合材料强度和耐磨性、热管理、减噪、低材料重量、高导电性和抗微生物性的材料，其用途广泛，这一点不足为奇。目前，全球估计有 5000 万种产品在使用石墨烯，其中有 90 多种石墨烯产品。

9.福特领跑

经济实惠地提高日常性能

每辆在美国制造的福特汽车（2023 年将超过 180 万辆），都在十多个引擎盖下部件中含有石墨烯，包括福特 F-150 和野马等车型的燃油导轨盖、油泵盖和发动机前盖等部件。”不是在昂贵的小众 F1 中，而是在日常 SUV 和更可持续的轻质结构中”

10.创业成功

建立新的石墨烯生态系统，曼彻斯特开始成为新的 “石墨烯之城”！

过去 10 年间，曼彻斯特涌现出 60 家石墨烯初创企业。仅在过去 12 个月中，我们就有十分之一的员工前往我们支持的许多企业工作–与更广泛的行业分享我们的知识和专长，建立更多的合作伙伴关系，并为我们的大学团队注入新的、令人兴奋的技能。

11.应对脑部疾病的技术

石墨烯确实可以改变我们生活的证据

最近几周，我们看到一系列研究项目开始启动，这些项目最终可能会在诊断和治疗世界上最具破坏性的疾病之一方面取得重大突破。

12.世界首创的能源储存技术

支持能源转型的巨大潜力

曼彻斯特的衍生公司 HalioGEN Power 创造了一种无需使用关键原材料即可存储能量并高效供电的技术，他们的无锂解决方案刚刚获得了 300 万欧元的投资。

13.让海水成为饮用水

支持全球各地的生命

曼彻斯特科学家的研究表明，石墨烯膜有可能筛除咸水中的常见盐分，使其可以安全饮用。这项研究成果可为数百万难以获得充足清洁水源的人们带来负担得起的海水淡化技术。

14.混凝土计划

帮助建筑业去碳化，利用本地解决方案创新和建设新城市

如果混凝土是一个国家，那么它将是世界上二氧化碳排放量最高的前八个国家之一。在混凝土中添加石墨烯可以在不影响强度的前提下减少材料用量，从而降低二氧化碳排放量。曼彻斯特石墨烯中心正与 Vector Homes、Concretene 和曼彻斯特石墨烯创新公司等多家合作伙伴围绕可持续建筑展开合作，最近还获得了一份与四家行业合作伙伴合作的合同，以实现这一目标。

15.理查德-布兰森爵士征求我的意见

全球领导人视曼彻斯特为专家

正当我准备坐下来吃一顿来之不易的周五晚上的外卖时，我们近代史上最著名的企业家之一给我打来电话，讨论飞机的石墨烯轻量化问题。他后来说”石墨烯解决航空航天领域持久挑战的潜力为这种材料提供了真正的机会，使其成为未来飞机技术的颠覆性和关键推动因素”。

16.率先提取锂

帮助确保关键矿物和供应链的安全

水循环技术公司（Watercycle Technologies，曼彻斯特分拆企业，GEIC二级合作伙伴）研发的专利过滤工艺，可有选择性地从地下水（如英国西南部的地下水）中提取锂–鉴于锂在电池技术中的作用，这对英国的净零排放战略至关重要。

17.太空中的石墨烯

应用无极限

地球上可持续太空技术的发展–包括为外星居住地设计的绿色建筑材料技术–可能是我们减少碳排放挑战的下一个重要步骤。点击此处了解更多有关石墨烯如何在新兴太空技术中发挥关键作用的信息。

18.农业技术的进步

从太空到未来的食品生产

AEH Innovative Hydrogel 公司（由曼彻斯特校友 Beenish Siddique 博士创办和领导的一家农业技术公司）开发的一项创新技术可以减少农业淡水的使用量，这项技术不仅可以使英国等国家种植更多的本土食品，从而减少 “食物里程”，而且还可以为那些因土壤质量差和降雨量有限而面临巨大挑战的气候条件下的农民带来更高的产量。

19.冲刺成功

提高性能和生产率，同时减少浪费并增强可持续性

石墨烯增强鞋类的高性能初看起来可能不像其他一些发明那样具有影响力，但大学研究小组与中小企业（总部位于英格兰北部的户外运动品牌 inov-8）之间的成功合作，是尖端技术如何从实验室迅速进入市场，以及石墨烯如何影响日常产品的一个明显例子。

20.下一代技术

伙伴关系与合作：”曼彻斯特模式 “走向国际

2004年与其说是一个发现，不如说是一场运动的开始，一场不断产生新方法为未来提供动力的运动。今年的另一个例子是曼彻斯特大学与阿布扎比哈利法大学合作开展的石墨烯研究，这项研究可能会改变氢燃料电池、计算和催化领域的下一代技术（点击此处了解更多信息）。