石墨烯在先进材料领域的应用：对哈利法大学Steve Griffiths的专访

哈利法大学研发高级副总裁Steve Griffiths与《Nixene Journal》主编Adrian Nixon的对话。

您能谈谈您在知识获取方面的方法吗？

哈利法科技大学拥有清晰且有条理的方法。我们的研究重点分为两类——“纵向”研究，直接契合特定行业和领域的需求；以及“横向”研究，涉及可跨行业和领域应用的技术平台与专业知识。

我们与曼彻斯特大学保持着紧密的合作关系，并支持石墨烯工程创新中心（GEIC），我目前担任该中心的董事会成员。该中心提供专为石墨烯研究设计的实验室，用于将早期研究成果进行规模化应用，并汇聚了能够协助我们共同探索和开发这些令人振奋的新型材料潜力的专业人才生态系统。

石墨烯如何融入您的战略布局？

我们的视野不仅限于石墨烯，更延伸至更广泛的新兴二维（2D）材料家族——这些材料仅有一原子厚，却具备卓越的强度、电学和热学性能。

我们将石墨烯及相关二维材料视为我们“横向”技术平台之一——“先进材料与制造”中极具前景的组成部分。通过战略布局中的“纵向”视角，我们能够聚焦于这些新材料的应用。我们认为以下领域具有广阔前景：

• 清洁与可再生能源：结合石墨烯及其他二维材料，为我们提供了探索从自然资源中采集和储存清洁能源的新途径。在储能方面，石墨烯在电池电极和超级电容器中的应用也备受关注。
• 水与环境：用于海水淡化及水处理的膜材料令我们倍感振奋。氧化石墨烯，尤其是还原氧化石墨烯，在海水淡化应用中引起了我们的关注。
• 医疗健康：探索二维材料在新型传感应用中的诊断辅助作用，以及其在其他医疗技术领域的应用前景。
• 航空航天：在此领域，我们看到石墨烯复合材料在实现结构轻量化的同时，还能带来额外的性能优势。通过利用二维材料的多功能特性（如电导率和热导率，以及增强的物理稳定性），完全崭新的结构设计正成为可能。

您如何看待石墨烯这一新兴技术的发展前景？

从更宏观的角度来看，我们认为石墨烯技术的兴起与过去几年人工智能（AI）的发展轨迹颇为相似。石墨烯和人工智能一样，对不同的人而言有着不同的含义，且都曾引发过大量炒作。最初，人们曾认为石墨烯是解决一切问题的潜在方案。然而如今，我们正开始学习如何将这项快速发展的技术应用于解决现实世界中的问题。

对石墨烯实用性的新关注带来了机遇的觉醒。例如，我们希望看到人们更加关注石墨烯等先进材料在不断发展的循环经济中的作用。例如，石墨烯为提升水泥和沥青等普通但广泛使用的材料提供了绝佳的机会。最近的实际应用示范结果表明，在沥青中添加极少量的石墨烯，道路的使用寿命有望延长一倍。最新研究还表明，向水泥中添加极微量的石墨烯（低至重量的0.05%），即可将其机械强度提高多达40%。水泥强度的这种提升，可将制造混凝土所需的材料量减少约50%，从而大幅降低建筑行业相关的碳排放。

令人惊讶的是，石墨烯在帮助减少全球碳排放方面的这些潜力，至今尚未成为主流可持续发展讨论的重要议题。不过，通过更多像沥青和混凝土这样的实例，这一状况是可以改变的。石墨烯及其二维类材料将在先进材料革命中发挥重要作用，而这场革命恰好与可持续发展等其他关键全球议题相契合。