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撬动万亿产值:石墨烯或列入新材料发展规划

2013-07-29 10:14
苏子言岁月
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  2004年,两位俄裔英籍科学家将石墨烯成功从石墨中分离。石墨烯集合世界上最优质的各种材料品质于一身,如果说20世纪是硅的世纪,神奇的石墨烯则是21世纪新材料的宠儿。

  石墨烯用途非常广泛,是一种被科学家寄于厚望的新型材料。在制造业,它不仅被运用在半导体芯片、光子传感器、太阳能电池、柔性触摸屏等领域,而且在光学方面上,石墨烯也有相当大的用途。

  近日据国外媒报道,来自国外的部分研究机构发现,石墨烯这种材料拥有难以置信的光吸收能力,并且还能把吸收的光波迅速转化为波长更短、频率更高的激光,持续时间为几飞秒。科学家们表示,利用这个新发现,未来他们可以发明更耐高温的激光发射武器(石墨烯超耐高温)。

  当然,这个发现目前仅存在于实验室,如果科学家们建立出实体模型,将能够增加激光发射器的使用寿命和发射功率。

  6月21日,在香港举行的“石墨烯时代21世纪的奇迹材料”产业化全球高端论坛上,诺贝尔物理学奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫爵士以一场妙趣横生的讲演,将听众带入一个玄妙神奇的科技世界,令人对未来美好生活充满遐想。

  揭秘石墨烯的光学特性

  在中科院强激光材料重点实验室研究员王俊眼里,自己一直从事的、被称为光学材料领域国际最前沿的科研领域里,“最新”和“前沿”不是紧盯的重点,王俊看重的,是石墨烯和碳纳米管光子学研究中的“问题”。

  “通过研究使还未得到解答的问题真正得以解决,是科研创新最大的意义。”王俊说,“这也是我们课题组一直秉承的信念。”

  在石墨烯光子学领域,王俊首次从实验上验证了石墨烯的宽带非线性光学特性。2009年,当时针对石墨烯光学性质的实验研究只有一篇后来获诺贝尔奖的Geim教授和Novoselov教授小组发表于Science的论文,而非线性光学性质研究还处于空白的状况,王俊认为,其应用价值并未引起足够重视。于是,王俊开始解决发现的这一“问题”。他对此的研究成果第一次从实验上揭示了石墨烯优异的非线性光学性质,开创了石墨烯光子学性质及其应用研究的先河,为研究石墨烯及其衍生材料的非线性光学性质、以及开发石墨烯光子学器件提供了准确可靠的实验依据和理论解释。王俊的研究被业内称赞为石墨烯光子学领域具有开拓性的工作之一。

  如果只是去做别人没做过的东西,王俊觉得不足以构成真正意义上的科研创新。他认为,创新更重要的是能够通过研究解决一些重要问题。而这些问题往往是某领域研究通向应用的一个瓶颈,这才具有重要的创新意义。

  王俊在石墨烯光子学领域的研究如此,在激光防护光子学领域的研究也是如此。

  王俊深入地研究了一系列光功能材料的激光防护限幅应用,深入揭示了单壁碳纳米管的非线性散射致光限幅效应。王俊的系统研究,进一步揭示了碳纳米管光限幅效应的物理本源,以此提出了从根本上提高其非线性消光性能的解决方案,为基于碳纳米管及其衍生功能材料的激光防护限幅器件的设计和开发,以及随后石墨烯非线性光学的研究工作奠定了坚实的实验和理论基础。这些研究成果,对除碳纳米材料外其他具有光散射致非线性消光效应的纳米材料,如金、银、合金纳米结构、量子点等,都有重要的参考价值。

  王俊说:“科研人员在创新研究中,不仅要发现问题,更要解决问题,并把结果公布出来,为大家服务,我觉得这个才是做科研的核心创新理念。”

  王俊的话语和王俊的履历,让很多人想不到他其实只是一个“80后”。1979年11月出生的王俊,目前已经是中科院强激光材料重点实验室研究员、博士生导师、兼重点实验室主任助理,负责微纳光功能材料学科建设。2010年12月,王俊由中国科学院上海光学精密机械研究所以“百人计划”引进,2011年4月顺利通过择优支持。如今,王俊已成为国家首批“青年拔尖人才”、上海市“浦江人才”、上海市嘉定区“青年领军人才”。今年2月,又担任了上海市激光学会青年委员会主任。

  在被追问到为何乐此不倦地沉浸于科研中时,王俊会“少年老成”地表示:“这个领域‘问题’太多,有时候也会力有不逮。但我们愿意为此而竭尽全力,因为我非常地喜欢这个领域,喜欢这些‘问题’。”

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