2004年，石墨烯被人类制备出来。2010年，石墨烯发现者获得诺贝尔物理学奖。诞生12年来，石墨烯的价值和意义在科学界、产业界甚至是哲学界不断引发论战，而真实的石墨烯却因其自身过于“高深莫测”，被阻隔于公众视野之外。
近日，本报记者专访石墨烯研究领域专家史浩飞，力图向公众还原一个真实的石墨烯。
史浩飞在办公室。 记者 郑宇 摄
任何新材料都不应被低估
石墨烯拥有诸多“世界之最”，理论上可应用于从能源化工、电子信息到太空探索的各个领域
重庆日报：石墨烯作为一种新材料在世界范围内广受关注，其在中国的迅猛发展还引起了一些争议，有人认为石墨烯的作用和前景被夸大了，甚至出现了诸如“科学骗局”的说法。作为长期关注、研究石墨烯的专家，您对此如何看待？
史浩飞：我知道你所说的争议。其实，争议的存在很大程度上缘于石墨烯本身复杂的特性。
一方面，石墨烯具有迄今人类所发现的最薄、强度最大、导电性最强、导热性最好等诸多“世界之最”。这意味着这种材料理论上可应用于从能源化工、电子信息到太空探索的各个领域。
另一方面，这些看似无往而不利的性能，目前多数仍停留在微观层面，难以应用于现实生活。
这就好比石墨烯的力学强度虽比钢材高上百倍，但目前甚至没法用它打造出一把菜刀来。原因在于它就是石墨的一个片层，厚度只有一个原子大小。假如简单叠加石墨烯，那只会使它重新变成松软的石墨。
但这并不代表在可预见的将来，人类不能将石墨烯与钢铁结合，打造出一把真正意义上的“超级菜刀”来。任何新材料的“潜能”都不应被低估。
未来或深刻改变人类生活
比如，一旦石墨烯替代硅来制造超微型晶体管，未来的超级计算机会拥有难以想象的高速。那将是一场信息革命
重庆日报：石墨烯众多令世人惊艳的物理特性，目前只存在于无法触摸的微观世界，那它的应用前景又体现在哪里？会不会只是一种画饼充饥？
史浩飞：石墨烯的应用前景体现在很多方面，例如对硅材料的替代性上。
众所周知，现在是硅时代。依据摩尔定律，计算机芯片每18个月集成度翻番，价格减半。只是近年来，硅晶体管的特征尺寸已经缩小到10纳米以下，而硅材料的自然属性导致其运行速度和性能难以再有突破性发展。所以，才有双核、四核这些折衷方法。
但石墨烯带来了新的可能性，它良好的导电性使得电子在其中的速度可达光速的1/300，远超在一般导体中的运动速度。加上碳元素更高的电子迁移率，一旦石墨烯替代硅来制造超微型晶体管，未来的超级计算机会拥有难以想象的高速。
那将是一场信息革命。但人类仍有很长的路要走，在这一过程中面临一系列未知的挑战。
石墨烯是一种材料，而一种新材料的未来不只取决于其自身，更有赖于其他学科的进步。就像人类能用钢铁造船、造飞机，是得益于发动机的诞生、流体力学的成熟等等。
重庆日报：你认为石墨烯会像钢铁那样，有朝一日深刻改变人类生活？
史浩飞：为什么不？青铜、钢铁、塑料、硅等基础材料，都深刻改变了人类生活。起码我们不能排除这种可能性，科技工作者的使命就是推动这些美好的可能性变为现实。
石墨烯“打开了一扇窗”
我们所在的物质世界一直被认为是三维结构的，石墨烯的出现终结了这一认知
重庆日报：石墨烯的出现被认为具有革命性意义，还有其他什么原因吗？
史浩飞：我们所在的物质世界一直被认为是三维结构的，石墨烯的出现终结了这一认知。因为石墨烯是人类首次发现的二维结构材料。
这意味着什么？意味着人类对物质世界的认知，从三维层面转入了二维层面，这是颠覆性的一步。因为按照经典物理学理论，二维结构在自然界难以稳定存在。
事实上，从三维世界到二维世界，对哲学上的观念冲击最大，这涉及整个世界的存在形式和本源问题。
石墨烯“打开了一扇窗”，让人类窥探到二维世界的精彩。从这个角度说，石墨烯对整个人类的发展而言，都具有革命性意义。
重庆日报：我注意到您书架上有一本著名科幻小说《三体》，该书描述了一种名为“二向箔”的降维攻击武器，可使攻击目标由三维形态向二维形态“坍塌”。石墨烯打开了人类了解二维世界的窗口，那么，是否有一天这样的科幻场景会变成现实？
史浩飞：我无法预测那一天是否会出现，但石墨烯的确是我们在二维世界的第一种研究对象。
目前对石墨烯的研究，只表明人类可以在更低的维度上认识和操作某些物质，还远远不能说可以在各个维度上转换。
不过从理论上说，人类对物质世界的认知越到微观，其操纵自由度就越大。假如有一天，我们可以影响某一元素其原子核里面的结构，并改变它的质子数，那就可能改变这种元素，甚至创造新的元素。如能做到这一点，已经近乎神迹了。
科学进步总是从基础研究开始的。我们现在做的，就是奠定石墨烯材料研究的基础。
来渝研究“完美”新材料“我们的终极目标是让石墨烯成为和钢铁、塑料、硅一样的基础材料，是把石墨烯应用变成一个完整的产业链”
重庆日报：您一直主攻光电领域，为何最后会进入到最基础的材料领域，对石墨烯产生兴趣，并愿意到重庆来继续您的研究？
史浩飞：恰恰因为我长期研究光电材料与器件，逐渐发现传统光电材料已遇到理论上的瓶颈，很多元器件性能难以取得实质性突破，于是只能寻求更好的新材料。在美国做博士后研究时我接触到了石墨烯，它的很多特性对我们研究光电子技术的人来说几乎是完美的。
2011年，重庆组团赴美国引才，把我引进到中科院重庆绿色智能技术研究院工作。来渝后发现国内还没人能做量产的石墨烯，所以只好自己做。重庆对石墨烯研究的支持力度很大，对人才的引进也有很大的热情，重庆市人社局认定我为重庆市第二类高层次人才，在科研资助、岗位津贴等方面给予支持，激励我们创新。
后来我们经过一番攻关，石墨烯制备技术取得了突破，资金和政府进一步的支持也及时到位。但那个时候，石墨烯制备成本相当高，我们就开始考虑将石墨烯产业化以降低成本。
重庆日报：于是就有了石墨烯手机的诞生？想做新概念的电子产品？
史浩飞：其实，这是一个小小的误解。
我们团队核心优势在于石墨烯原材料的规模化制备技术。现在这一点已经实现，但紧跟着问题来了：这是一种崭新的材料，世人怎么知道它的好处？思来想去，我们决定做一种具有新颖性、带点科幻色彩的产品，于是就想到做一款可卷曲的柔性手机，毕竟手机是目前最普及的电子产品。
但实际上，我们的终极目标是要让石墨烯成为和钢铁、塑料、硅一样的基础材料，是把石墨烯应用变成一个完整的产业链。
这一切，我希望能在重庆率先实现。
史浩飞简介
史浩飞，中科院重庆绿色智能技术研究院研究员，微纳制造与系统集成研究中心主任，重庆墨希科技有限公司首席科学家。
近5年来主要从事石墨烯薄膜材料规模化制备与应用研究，带领团队突破了大面积单层石墨烯薄膜的制备工艺难关，建立了石墨烯薄膜生产线，并在石墨烯触控面板、智能传感、光电探测、柔性器件等领域开展了系统的应用研究。发表高水平学术论文40余篇，申请发明专利100余项，主持科技部863、工信部工业强基、国家自然基金、省部科技攻关等项目十余项，入选科技部中青年科技创新领军人才。