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第三届石墨烯及其他二维材料青年学者论坛参会报告(马经博)

       第三届石墨烯及其他二维材料青年论坛于2015年10月24-25日于中国科学技术大学成功举行。很荣幸能够在刘老师、周老师和汪老师的带领下,与各位师兄师姐以及同学们一起参加了这次论坛报告。此次论坛,精彩纷呈,信息量极大,众多著名科研工作者分享了各自的研究成果,梳理并总结了近几年来石墨烯及其他二位材料的研究进展,同时还有一些投稿期刊的介绍,让我在经受科研知识洗礼的同时增加了阅历。

       本次论坛的内容大致分为三部分,石墨烯及其复合材料结构调控、石墨烯的制备、石墨烯在储能领域的应用及其他二维材料的讲述。

       在石墨烯的结构调控方面有多名著名的科研工作者做了精彩的报告,其中来自国家纳米科学中心的智林杰研究员做了开场报告,其报告题目为“石墨烯基纳米复合材料的结构调控及其应用研究”其旨在探讨石墨烯基复合材料的结构设计与构建过程,并针对材料在储能、催化等领域的应用作出的探索讨论;来自浙江大学的高超教授,通过制备石墨烯花状结构避免了片间作用,因此可以很好地在水和极性溶剂中再溶解,形成液晶,可进一步组装成纤维及其它宏观材料;来自南京理工大学的朱俊武教授通过对石墨烯纳米复合材料结构设计,建立了石墨烯-纳米粒子复合材料的制备、微结构控制和性质评价方法等,研发了一系列具有高储电能量密度的石墨烯复合材料、石墨烯水凝胶结构材料,在高性能超级电容器电极材料的制备和储电性能方面取得了优秀的成果;在现今前沿科研工作中,锂硫电池作为一种高效的能源存储器件,成为下一代高性能二次电池体系代表,然而硫正极材料面临诸多问题,来自中科院金属研究所的李峰研究员从石墨烯表面化学修饰出发,从电池整体机构和器件角度考虑,设计并制备了具有高能量密度、快速充放电性能及良好循环稳定性硫/石墨烯正极材料。此外还有很多科研工作者在石墨烯及其复合材料结构调控上面做出了很多尝试和努力,从这些工作中可以看出,石墨烯及其复合材料的结构调控对于其在性能上的表现有着至关重要的作用,同时这么多优秀的科研工作者在结构调控上做出的工作以及提出的想法给予我在后续的实验上提供了很多启发。

       目前制约石墨烯应用的最大问题之一仍旧是石墨烯的制备,大规模、高质量、适当成本、针对不同应用定型的石墨烯依然严重缺失,成为石墨烯大规模应用的软肋,但在这方面的努力和探索从未停下脚步。来自中科院上海微系统与信息技术研究所的丁古巧研究员给我展示了丰富的石墨烯在制备方面的知识,他的报告真的是精彩万分,他的报告总结了近年来在氧化还原石墨烯、弱氧化石墨烯、无氧化直接剥离、液相剥离、bottom-up合成等方面的研究进展、思路和心得。通过他的报告,更加全面深彻的认识了氧化石墨烯及石墨烯的制备,并对其性质有了多一步的认识。此外,来自武汉大学的付磊教授的液态金属催化生长均匀高质量石墨烯的报告更是让我这样刚接触科研不久的学生叹为观止,通过生活中的小常识,科研工作者就可以从中得到灵感来设计实验。付磊教授通过碎掉的温度计中掉在地上的水银,得到启发,使用液态金属作为基底,通过其准原子级平滑表面,有效减少基底表面的缺陷和晶界,并且利用液态金属辅助催化,在石英上直接制得了大面积且连续的单层石墨烯。石墨烯的规模化和高质量在其后期应用当中有着至关重要的作用,各位优秀的科研工作者的辛苦努力以及科研思维和科研灵感的出发点,都足以让我深刻思考。

       本次论坛在石墨烯在储能领域的应用方面同样有很多优秀的工作,来自天津大学的杨全红教授,三部分汇报了报告内容,首先石墨烯界面组装及高密度多孔碳的构建;高密度碳基网络搭建和高体积比容量电极的制备;高体积能量密度超级电容器、锂离子电池、钠离子电容及锂硫电池的研究进展。高的体积能量密度是新型储能器件实用化的必要条件,石墨烯是目前最薄,最柔软的二维材料,杨全红教授基于石墨烯的高密度电极构建和储能体系中超低添加量石墨烯到点网络搭建,实现了有效构筑高能量密度器件。其中,来自北京化工大学的于中振教授的报告给我的印象很深刻,其在石墨烯导电导热领域的工作极其出色,他通过同时还原和表面修饰氧化石墨烯,制备了多种导电聚合物纳米复合材料,应用体积排除原理,通过超临界二氧化碳发泡引入微泡孔、或在复合过程中另外添加聚合物和无机颗粒等手段,在低石墨烯含量下赋予聚合物高电导率,预先形成三维石墨烯传导网络,通过真空辅助浸渍-固化成型法制备了导电导热环氧树脂/石墨烯复合材料。其在导电导热方向做的工作和一些理论,给予我实验上很大的启发和指导。

       通过这次论坛收获了很多东西,首先是各位做报告的优秀的科研工作者在讲述自己报告内容的时候,能够从一个小点出发,引出一个完整优秀的故事,并在这个小点上刨析的淋漓尽致,将科研工作,科研思维发挥到了极致。另外,很多著名的教授和研究员都说到,通过生活中的一些小习惯,小常识给予在科研工作中的启发,使他们的工作更加的出色,这些都印证了创意源自生活,因此我们在进行科研工作的时候不能仅仅着眼于科研本身,也应该通过生活中的方方面面寻找我们在科研道路上的新途径。