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“青年千人计划”专家蔡金明,研究“新材料之王”十二载,创三项世界第一

来源:千人计划专家联谊会 2017-05-23 17:51:49

石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型材料,可以应用到众多领域,被业内誉为“黑金”,是“新材料之王”。

东莞道睿石墨烯研究院是东莞市唯一一家集石墨烯制备、应用、性能检测等功能于一体的专业科研机构,填补了东莞石墨烯材料研发检测领域的空白。

研究院院长蔡金明,从事石墨烯研究十余年,在石墨烯研究领域,他至少创造了三项“世界第一”。他是国家青年“千人计划”专家、北京大学物理学系学士、中科院物理研究博士、美国橡树岭国家实验室访问学者、瑞士联邦材料科学与技术研究所博士后。

为了将自己的研究技术与成果进行转化,他选择东莞为自己创新创业的第一站。他告诉我们,今年将推出3~4款石墨烯产品,有望实现盈利。

在石墨烯领域创造3个“世界第一”

东莞道睿石墨烯研究院,这家研究院位于道滘镇华科城·创新岛12栋。在研究院二楼展示厅,蔡金明展示着石墨烯粉体质轻的特性。他从一只市民常用的小酱油瓶般大小的瓶子舀了一小勺粉体,倒在精密电子秤上,读数显示为0.0165克。

蔡金明告诉我们,石墨烯是目前已知材料中最完美的材料,应用领域非常广泛,可以说是一种“万能新材料”。

他解释说,石墨烯具有质轻性,应用在网球拍上,可以使网球拍硬度提高,质量更轻;它的成分是碳,具有很强的吸附性,应用在土壤中,可以有效吸附重金属离子,帮助土壤改良; 它的导电导热性能很强,用在锂离子电池中,可以提升电池的充电速度与循环寿命;它的散热性能好,应用在手机、平板等电子产品中,可以有效帮助电子产品散热;它还具有稳定性,应用在防腐涂料上,可以让轮船等物体的防腐涂料更具稳定性,使用期限更长。

它还具有比表面积大的特点,蔡金明指着实验台中的石墨烯粉体瓶说:“这一小瓶石墨烯可以铺满2000平方米的房间。”

2004年,石墨烯被英国两位物理学家成功从石墨中分离出来,这不仅证实石墨烯可以单独存在,也让这两位物理学家获得了2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,被业内誉为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。

“在石墨烯被分离出来的第二年,即2005年,我就开始研究石墨烯。” 蔡金明说。12年来,蔡金明转战美国、瑞士等国多家知名研究机构,一直围绕石墨烯,从事前沿表面科学和纳米材料研究。

在石墨烯制备领域, 蔡金明至少创造了三项“世界第一”,这三项研究的成果,均发表在《Nature》等国际自然科学顶级期刊上,他的论文被引用次数超过3000次。

将推出3~4款石墨烯产品有望今年盈利

蛰伏12年后,蔡金明决定将自己的研究成果进行应用转化。2015年,蔡金明与人合伙创办广东墨睿科技有限公司,并担任公司的CTO。这家公司掌握了多种石墨烯的制备技术和专利,是国内唯一能生产超精细石墨烯纳米带以及在不同基底表面生长石墨烯应用的企业。

2016年10月28日,该公司与道滘镇政府共建东莞市道睿石墨烯研究院,蔡金明担任院长。这也是东莞市唯一一家集石墨烯制备、应用、性能检测等功能于一体的专业科研机构,填补了东莞石墨烯材料研发检测领域的空白。

目前,国内石墨烯研究正呈现百舸争流之势,常州、深圳、重庆等地已有石墨烯的研究机构。不过,石墨烯发现的时间还不是太长,生产和制备技术要求都很高,离广泛的市场应用还有较长的时间,这其实就是实验室科研成果转化为生产力的普遍现象。蔡金明认为,在东莞挂牌成立石墨烯研究院,迈出了石墨烯应用研究转化为生产力的实质性一步。

在谈及当初自己创新创业的第一站为何是东莞时,蔡金明坦言,东莞是科研成果转化为生产力的好地方,“有完整的产业链,无论是原材料,还是制造加工、科研技术人员,甚至制造加工能手,基本上都可以在一个小时车程内配齐,这为科研成果走出实验室提供了非常便利的基础性条件”。同时,东莞的地理区位上优势明显,与港澳台以及国际学术机构的交流,也非常方便。

如今半年过去了,研究院进入筹备收尾阶段。蔡金明介绍,今年夏天,实验室仪器设备将全部到位,应用研发工作可以全面开展。届时,研究院将根据市场与客户的需求推出3~4款石墨烯电池液、润滑油、电子散热膜等产品,有望在今年内实现盈利。

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