碳時代在漸漸來臨

為期5天的2011年世界碳科學(xué)大會在華東理工大學(xué)落下帷幕。這是繼2002年我國首次舉辦世界碳科學(xué)大會后，時隔九年，這一全球碳科學(xué)研究領(lǐng)域的頂級學(xué)術(shù)會議再次來到中國。

　　據(jù)了解，這是歷屆大會中參加國家最廣、參會者最多、影響力最大的一次盛會。幾乎所有國家碳素學(xué)會主席和國內(nèi)外知名學(xué)者云集一堂，圍繞石墨烯、納米材料、復(fù)合材料、低碳環(huán)保、食品安全和新能源材料等研究熱點及發(fā)展趨勢深入交流。 123,123

　　與此相呼應(yīng)的是，進(jìn)入新千年以來，全球碳科學(xué)領(lǐng)域風(fēng)生水起，我國炭材料事業(yè)也獲得了迅猛發(fā)展。人類正廣泛利用碳的奇妙性能，拓展無可限量的前景。有專家預(yù)言，19世紀(jì)是鐵器時代，20世紀(jì)是硅的時代，21世紀(jì)極有可能是碳的時代！ 本文來自123

　　古老而不斷創(chuàng)新的炭材料 123456

　　從上世紀(jì)八十年代的富勒烯的發(fā)現(xiàn)，到隨后的一維納米碳管，再到2010年二維石墨烯的分離、認(rèn)定和分類，短短30年間，炭材料兩奪諾貝爾獎，由此掀起了世界范圍內(nèi)的炭材料研究和發(fā)展浪潮。

　　就在2011年世界碳會召開前日，“石墨烯之父”英國曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫宣布了又一個激動人心的發(fā)現(xiàn)——在“神奇材料”石墨烯中，電子能像光子那樣高速運動，其速度是在硅中的數(shù)十倍。 123,123

　　這是石墨烯邁向?qū)嶋H應(yīng)用的“巨大躍進(jìn)”。很多人認(rèn)為，石墨烯這種迄今最薄、同時也是最堅硬的材料，可能將取代硅成為未來的電子元件材料，在超級計算機(jī)、觸摸屏和光子傳感器等多個領(lǐng)域“大顯身手”。

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　　或許沒有一種元素像碳這般神奇——作為單一的元素，卻可以形成許許多多結(jié)構(gòu)和性質(zhì)完全不同的物質(zhì)。最硬和最軟，全吸光和全透光，絕緣體和導(dǎo)體……完全對立的性質(zhì)都在它的身上自然統(tǒng)一。

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　　大會主席之一、華東理工大學(xué)特聘教授凌立成告訴記者，早在遠(yuǎn)古時代，人類就已經(jīng)開始制備和利用炭材料。2000多年前，我國就知道木炭具有吸附防腐的功效。炭材料在幾千年中華文明史中發(fā)揮了重要作用，如墨汁的使用，鑄鐵里石墨的形態(tài)控制等。然而，直到公元18世紀(jì)，人們才逐漸認(rèn)識到，碳是一種元素，開始有意識地創(chuàng)造和制備炭材料。

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　　進(jìn)入20世紀(jì)，世界范圍內(nèi)工業(yè)和軍事的發(fā)展，使炭材料得到快速發(fā)展，如鋼鐵冶煉中使用耐火材料和石墨電極，橡膠輪胎中添加炭黑材料，防毒面具中使用活性炭，特別是上世紀(jì)六七十年代發(fā)展起來的碳纖維、金剛石薄膜、核石墨等，使炭材料在世界范圍內(nèi)成為一門重要學(xué)科。

　　“炭材料作為一門古老又不斷創(chuàng)新的科學(xué)，一直在提高、改善人民的生活質(zhì)量中發(fā)揮著重要作用。”凌立成認(rèn)為，鑒于碳的性能獨特、形態(tài)眾多、資源豐足，不銹不蝕、易于回收循環(huán)和轉(zhuǎn)化等特點，今后其開發(fā)速度必將加快，新型炭材料將更為成熟。 123,123

　　“碳讓生活更美好” 內(nèi)容來自123456

　　從航天航空到國防軍工，從鋼鐵工業(yè)到建筑工業(yè)，從核工業(yè)到新能源，從環(huán)境修復(fù)到醫(yī)療保健、食品安全……2011年世界碳科學(xué)大會上，除了碳科學(xué)最新理論，各種核心炭材料技術(shù)與應(yīng)用型研究成果也集中亮相。

　　這也正是對本次大會的主題——“碳讓生活更美好”的詮釋。凌立成說，碳科學(xué)已不再神秘，它正一步步走進(jìn)尋常百姓家，走到我們身邊。

　　亮相上海世博園區(qū)的世博超級電容車，新能源汽車動力系統(tǒng)使用的鋰電子電池，都離不開炭材料的大顯神通;波音787機(jī)體結(jié)構(gòu)的50％都使用更輕、更堅固的碳纖維合成材料，我國自主研發(fā)的商飛C919未來將進(jìn)一步將碳纖維復(fù)合材料的比例提高到40％…… 內(nèi)容來自123456

　　核石墨，因具有各向同性、耐輻射損傷、價格低廉等特性，成為核生產(chǎn)堆、氣冷堆和高溫氣冷堆的關(guān)鍵材料。今年初爆發(fā)的福島核電站危機(jī)令世界對于核輻射格外關(guān)注，而在核反應(yīng)堆的外圍用以阻止核輻射的裝置，炭材料亦有用武之地;建筑工業(yè)方面，可以使用碳纖維布加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)，不需要增加螺栓和鉚釘，施工工藝更加簡便……

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　　與會專家表示，新型炭材料正在替代金屬等材料滿足環(huán)境、安全和能源的要求，需求量呈現(xiàn)快速上升趨勢。來自德國碳復(fù)合材料管理委員會的休伯特·亨特在會上展示了碳的廣闊未來。他認(rèn)為，學(xué)術(shù)和工業(yè)的密切合作是未來炭材料取得成功的先決條件。傳統(tǒng)材料的市場依然在增長，它們創(chuàng)造的利潤為新型炭材料的發(fā)展提供了經(jīng)濟(jì)后盾。新興碳工業(yè)將展現(xiàn)出更強(qiáng)的競爭力。

　　中科院山西煤化所首席研究員呂春祥認(rèn)為，經(jīng)過近十年的快速發(fā)展，我國的碳科學(xué)取得了很大進(jìn)步，焦炭、活性炭等技術(shù)比較成熟，碳納米管和石墨烯的研究正逐步逼近國際水平，但在碳纖維等領(lǐng)域和世界先進(jìn)水平相比仍有較大差距，希望越來越多的年青一代投身碳科學(xué)研究，讓古老而神奇的炭材料展現(xiàn)出更大的魅力。 copyright 123456