本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
編者注:這是與世界經濟論壇合作製作的一系列採訪的一部分,採訪物件是其青年科學家專案成員,他們出席了論壇於9月9日至11日在中國大連舉行的新領軍者年會。
以下問答環節介紹了亞琛工業大學的克里斯托夫·施坦普費爾。施坦普費爾的研究重點是石墨烯量子機電系統,旨在開發一種基於石墨烯的新型機械可調量子器件。
為什麼石墨烯如此受追捧?
首先,它擁有所有已開發材料中最高的表面積體積比。但它還結合了高效導電能力、透明性(意味著它不吸收光)和高柔韌性。這是一種獨特的效能組合。對我來說,也許最有趣的是,我們已經到了可以製造合成石墨烯(即化學組裝的人造石墨烯)的階段,其質量與透過“透明膠帶”方法從天然石墨中獲得的石墨烯質量相同。正是這種大規模生產的潛力才是真正的遊戲規則改變者。
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那麼殺手級應用呢?
表面積體積比引起了超級電容器(即電池)開發商的強烈興趣。這目前正引起廣泛關注。它也很可能用於柔性電子產品——我們已經看到公司推出了摺疊螢幕的設計。可穿戴電子產品是另一個領域。一旦生產成本下降,我們甚至可能看到石墨烯被用來取代錫箔紙來保持食物新鮮。
石墨烯將如何改善世界?
除了更高效的電池(可能實現向電動汽車的過渡)外,它還在柔性太陽能電池和光伏器件中有一系列用途。目前正在商業化的一種用途是在水過濾方面,隨著水資源變得越來越珍貴,這將變得更加重要。
您會改變科學領域的什麼?
如今,在大多數國家,人們過於強調應用科學,而不是基礎科學。新興國家(如中國)是這樣,西方國家也是如此,政府和資助機構越來越關注短期效益和商業應用。推動科學家從事應用科學對於漸進式改進來說是可以的,但重大的飛躍只能來自基礎科學。大約130年前,海因裡希·赫茲證明了無線電波的存在,但幾十年後,行動電話才改變了我們的溝通方式。石墨烯業務最初是曼徹斯特的一個有趣實驗,旨在回答一個基本但與技術無關的問題:“是否有可能分離出二維材料?”科學資助需要為像這樣的“有趣的專案”留出更多空間,這些專案沒有直接的應用,否則我們的社會將會停滯不前。
您希望在新領軍者年會上取得什麼成就?
我的個人優先事項之一是積聚力量,以改變當前科學研究的激勵機制。目前,人們過於強調學術期刊,而對書籍寫作的重視不足。這導致了一種單一文化,科學家唯一能寫的就是學術論文。原則上,這應該是一個容易解決的問題,但它需要資助機構的承諾,因為它們是唯一有權強制改變模式的機構。