石墨烯——未来的材料?采访詹姆斯·贝克

Azom在National Graphene Institute（NGI）的新任命的首席执行官新·贝克遇见了James Baker，讨论了石墨烯研究和行业的发展。

石墨烯是在曼彻斯特发现的——14年过去了，这个行业是什么样子的？

在2004年曼彻斯特的第一次分离石墨烯的孤立是通过好奇的驱动的。原始实验与'星期五晚上'蓝天思维和俏皮的科学方法有关。欧洲杯线上买球没有商业原因，但是两个曼彻斯特物理学家，安德烈·吉姆和科斯塔·诺维斯州罗夫测量了他们孤立的石墨烯，发现它具有许多梦幻般的性质。

14年对于一项发现来说还很年轻。要将这一点考虑在内，碳纤维从发现到首次商业应用可能需要25-30年的时间。所以我经常用“石墨烯只是青少年”这个词。作为一种新材料，它还很早。

石墨烯复合材料的研究（图像学分：曼彻斯特大学）

尽管如此，它已经在简单的应用中发展得非常快;例如，石墨烯被添加到树脂、复合材料、涂层或塑料中。今天，在曼彻斯特大学，我们有300多名研究人员，致力于石墨烯和2D材料的研究。欧洲杯足球竞彩到目前为止，我们已经有大约90个工业伙伴在石墨烯项目和活动上工作——从资助项目到博士学位，再到参与大型合作项目。

虽然只有14年的历史，但它已经开始受到越来越多的工业关注。一个关键的挑战是如何制造石墨烯。越来越多的人找到了许多不同的方法，把石墨分解成石墨烯，或者把气体作为一层沉积在基材上。石墨烯材料的供应商可能有数百家，生产方法也多种多样。现在你可以按克、公斤甚至吨来买。

我们面临的挑战可能与石墨烯无关，更多的是与石墨烯层或纳米片有关。生成一个非常纯的单层仍然相当困难，但对于许多应用程序来说，您不需要单层。你需要几层。

我想说的是，石墨烯供应链正在成熟，生产的数量和价格都是合理的。现在你可以以不到100美元一公斤的价格买到质量和浓度都很好的石墨烯。在此基础上，石墨烯标准被引入。在曼彻斯特，我们与国家物理实验室一起制作了一份最佳实践指南，所以你开始看到材料供应链的基础已经到位。不仅仅是在曼彻斯特和英国，而是在全世界。

对我来说，更令人兴奋的是应用程序。将石墨烯添加到橡胶、涂料或复合材料中，你就会再次在市场上看到这些早期产品;例如，轮胎，自行车，训练鞋。我们最近参与了一家叫做Inov-8并推出了一款新的训练鞋，他们的抓地力和灵活性巨大增加了更多的耐用性。

网球拍、滑雪板、骷髅长橇都是人们使用石墨烯进行营销的例子，因为我认为你现在开始看到这些行业从向产品中添加石墨烯中获得了一些好处或价值。

您认为石墨烯将对哪些行业产生最大影响?

石墨烯的潜力无处不在。它在许多市场都有潜力，从航空航天、汽车到可穿戴设备、物联网和生物医学。对我来说，令人兴奋的是开始组合功能和特性。

举几个例子，航空航天——如果我能在机翼上添加石墨烯，我能使机翼更轻，射程更长，制造成本更低吗？我也可以用石墨烯作为热导体来除机翼上的冰吗？人们使用的石墨烯的特性之一是机械强度或刚度，但他们也在研究导电性和导热性。

石墨烯具有这种多功能性，然后在能量和能量储存方面发挥作用。我们能把它加到电池里吗？它是一种我可以使用的新材料，所以它在电池的许多部分都起到了作用，还是它可以在电池中起到超级电容器的作用？在未来，可能会有一种使用电池和超级电容器的混合系统。

2D材欧洲杯足球竞彩料研究(图片来源:曼彻斯特大学)

如果可以将石墨烯作为应变传感器添加或作为心率监测器，则可以使用Fitbits或电子设备组合起来吗？

在电子学领域，人们已经谈论过制造可弯曲的手机，这种手机可以缠绕在手腕上，也可以贴在皮肤上。有一个关于石墨烯纹身的研究——一种可以在你皮肤上打印的纹身，可以检测温度、血压或心率。

除了上述性质之外，石墨烯有什么样的益处？

我认为对我的主要好处是多功能。它开始有一个好处是当其中一个特征可以是竞争优势时。我们正在将石墨烯添加到复合材料中以使其更加致命，使其更轻并使用更少的材料。如果可以在单个材料中提供任何额外的功能，与传统材料相比，它使其更具吸引力。欧洲杯足球竞彩

石墨烯更令人印象深刻的应用之一是可调谐滤波器。你可以把含盐的脏水通过石墨烯薄膜，只允许饮用水通过。这种可调谐过滤器的概念允许某些东西通过，但阻止其他东西，从海水淡化，气体分离，到核同位素分离，和防腐涂层。

使用石墨烯作为添加剂是一个非常迅速的领域。石墨烯现在有了一些真正的颠覆性机会，可能会开始改变我们做事的方式。我们的任务之一就是将石墨烯的潜力转化为现实。我们面临的挑战是，关于石墨烯能做什么有很多故事，但石墨烯目前在做什么?我该如何大规模地、有价值地做到这一点，并使其可重复?

外面有很多噪音，所以我们有很多公司来告诉我们两件事：要么石墨烯不起作用，要么他们尝试了石墨烯，但它起作用，但他们无法让它重复。从根本上讲，这就是我们在这里要做的事情。我们的模型的基础，如果你喜欢的是基础科学的基础。我们了解材料背后的化学、材料科学和物理，但我们现在也了解了如何形成石墨烯，以及如何在商业意义上将石墨烯混合成某种物质。欧洲杯线上买球

什么是石墨烯旗舰?

这个石墨烯的旗舰是一个欧洲项目。这是一个为期十年的项目，旨在实现石墨烯的潜力。石墨烯是国际。不仅仅是英国和欧洲，中国和美国也是如此。这是真正的国际。

“石墨烯旗舰”汇集了一项研究基础科学的工作计划，但越来越多地关注我们如何创造产品和应用。我们是石墨烯旗舰创新工作包的一部分，该工作包着眼于我们如何通过知识产权专利和商业化创造价值。欧洲杯线上买球

靠近家，你能解释一个'石墨烯城市'的想法吗？

石墨烯城这是特意从硅谷的概念中提取出来的。而不是模仿硅谷。然而，我们没有使用成熟的硅胶，也没有开发开发时间更短的软件——我们是先进材料。我们永远不会在一天、一周或一夜之间制造新材料。欧洲杯足球竞彩

但是，我们可以创建我们所谓的“生态系统”。如果您去旧金山进入山谷，您可以前往咖啡馆，迎接一个企业家，发明家，工程师，投资者和律师。在一杯咖啡，你几乎可以创造一个业务。在某种程度上，我们试图在曼彻斯特做同样的事情。部分原因是进行下一代NGI，但特别是GEIC打开。

曼彻斯特的NGI（图像信用：曼彻斯特大学）

我们要做的是创造一个生态系统，不仅包括发明者和公司，还包括律师、投资者、企业家和那些与这些公司合作并将其推向市场的人。

我们正在努力做的另一件事是加快速度。如果一个想法变成产品需要25年，从对话到产品需要25年，人们就没那么有耐心了。如果我们能更快地实现这一目标，并将其复制一半，或以某种方式复制，那么人们就会突然知道曼彻斯特是一个做生意的地方，我们就可以通过创意和投资创造价值。你可能是一个知道如何建立业务的人，一个会主持会议的人——所有这些不同的技能和属性，我们都试图把它们结合在一起。如果我们能做到这一点，那么我们就在通往石墨烯城的路上了。

对我来说，石墨烯城已经在外部帮助了人们。我们有大学，NGI，还有GEIC，许多初创企业和项目，并开始更多的公司。

曼彻斯特的GEIC大楼将于2018年10月开放。

现在大曼彻斯特至少有两家材料供应商。一个是该大学的衍生产品，另一个是一家当地公司，目前正在生产用于石墨烯应用的石墨烯材料。

我们开始看到生态系统形成的第一步，我们与他们建立了关系和伙伴关系。通过共同努力，我们可以找到一种相互创造/提供石墨烯材料的方法。如果我们使用我们的材料，并且它对应用程序来说是正确的材料，那么公司可以去那家公司购买材料，并创建一个定期供应。

你认为石墨烯的进展如何?英国是否跟上了世界其他国家的步伐?

我认为，如果你把它看作是一个14岁的年轻人，它发展得非常快，但如果你把媒体看作一个笼统的声明，他们是没有耐心的。例如，他们认为中国比我们进步得更快，因为他们衡量了专利，或者他们衡量的是不同的标准。石墨烯仍处于初级阶段，产品还很少。也许石墨烯营销比什么都重要。

在接下来的12到18个月里，你会看到越来越多的产品开始进入市场。许多人将来自英国，但许多人也将来自中国、美国或欧洲。这件事没有排他性。中国对英国的态度截然不同。他们倾向于为这种材料的生产和开发建造非常大的工厂。

我们不想做的是在没有一个适当的框架或计划的情况下就把所有的专有技术拱手让出。我们有一些与中国机构合作的项目，但我们也希望从这些项目中获得一些回报。不幸的是，很多人都没有耐心解释为什么我们还没有看到产品，因为潜在的好处是如此巨大。

关于詹姆斯·贝克

凭借25年的国防，航空航天和安全市场经验，并在2014年加入曼彻斯特大学和NGI作为石墨烯商业总监之后，詹姆斯于2018年1月创建了国家石墨岛研究所的首席执行官（CEO）。

他将领导二维材料的商业化、应用和加速，无论是作为产品还是在学术研究。欧洲杯足球竞彩