高超：探索石墨烯的未來之路

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6月6日，全球首條紡絲級單層氧化石墨烯十噸生產線在杭州試車成功。當天，國際石墨烯產品認證中心為該生產線生產的單層氧化石墨烯及其應用產品多功能石墨烯複合纖維，分別頒發了全球首個產品認證。

這條生產線是將浙江大學高超教授團隊的成果轉化並建設的。高超表示，石墨烯是國家重點支持的戰略前沿和新興材料產業，長期以來，高品質單層石墨烯粉體類原料無法量產，這使得石墨烯的諸多優異性能無法充分發揮，產業化之路困難重重。

生產線試車成功，標誌著高超和他的團隊在全單層反應、高效分離提純、粉末再溶解等十多項科學技術工程難題上的突破：該團隊掌握了國際原創的全套量產技術。

46歲的高超，是目前國內高分子材料研究領域的“萬人計劃”領軍人物，尤其在有著“改變21世紀的材料”之稱的石墨烯領域碩果累累。

高超是土家族人，浙江大學求是特聘教授、博士生導師、高分子科學研究所所長，浙江省科協第十屆委員會委員、常委，浙江大學學術委員會委員。憑借優秀的教學能力、傑出的科研成果和大量的研發專利，高超獲評第十二屆“浙江省青年科技獎”。

早在中學時期，高超就對化學有特別的興趣。因為喜歡，所以會去深入了解。“那時就知道有機化工，特別是有機高分子材料，如塑料、橡膠、纖維等。”高超說，它既與科學有關，又與工程相關，在國民經濟各個行業都有重要用途。

因為對化學情有獨鍾，高超在填報高考志願時毫不猶豫地選擇了化學。1998年，高超從湖南大學碩士畢業，來到上海交通大學攻讀博士，後來留校任教。此後，他又先後去英國、日本和德國留學。

“這是個人興趣和職業選擇的完美結合。”現在回憶起少年時的選擇，高超仍倍感自豪與幸福。他說，當科學家是他兒時的夢想，一路堅守科研道路，既實現了當年的夢想，又在不斷探索中打開了新天地。

2008年，高超來到浙江大學，組建起自己的科研團隊。他選擇高分子基納米化學與材料作為研究方向，並聚焦於石墨烯的基礎研究與應用開發。高超認為，在所有納米碳材料中，石墨烯是最有前景的。高超表示，石墨烯具有優異的機械、電化學和熱學性能，在柔性器件、智能機器人、航空航天等領域有廣泛應用。

敢於突破科研慣性的高超，很快就在這一領域脫穎而出。

迄今為止，高超團隊取得了高強、高導電石墨烯纖維，高導熱超柔性石墨烯薄膜，石墨烯纖維無紡布，全天候超快長循環鋁-石墨烯電池，多功能石墨烯織物，高可拉伸全碳氣凝膠彈性體，超彈性石墨烯氣凝膠微球等眾多研究成果。

他們製備出的超輕氣凝膠“石墨烯氣凝膠”，是目前世界上已知最輕的固體材料，“即使把它壓在狗尾草上，也不會壓彎狗尾草的毛尖”。這項材料獲得2013年吉尼斯世界最輕材料的紀錄認證，並入選2013年中國十大科技進展新聞。

高超團隊研製出的短短幾秒便可完成充電的超柔性“新型鋁—石墨烯”電池，具有“全天候超快長循環”性能，可以在零下40攝氏度到120攝氏度的環境中工作。這種電池能在零下30攝氏度和120攝氏度的環境中，分別實現1000次充放電和4.5萬次充放電，為未來鋁離子電池在極端溫度下的使用打下基礎。

新型材料“石墨烯膜”解決了宏觀材料高導熱和高柔性不能兼顧的世界性難題，其最高2053瓦/每米每度的導熱率，可媲美目前世界上導熱最有優勢的材料金剛石，創造了宏觀材料導熱率的新紀錄。

在研究中，高超團隊不斷提升石墨烯宏觀組裝材料的電、熱、力、光電、電磁屏蔽等性能。他們發現的石墨烯液晶現象，還打開了新的研究方向，憑借這一現象，高超領銜的課題組，也找到了低成本製備單層石墨烯的捷徑，突破了石墨烯工業化難題。

目前，高超及其團隊在《自然-通訊》（Nat. Commun.）、《先進材料》（Adv. Mater.）等雜誌上發表的SCI收錄文章有200余篇，他引1萬餘次，獲授權中國發明專利60多項。高超還是《納微快報》（Nano-Micro Lett.）、《中國科學：化學》、《功能高分子學報》等期刊的編委，中國能源學會專家委員會委員。

值得一提的是，這位在科研道路上碩果累累的學者，還是一位努力進行科研成果產業化應用的創業者。高超希望，通過成果的轉化，“一方面證明科學研究的價值，同時能推動社會進步、促進人類的文明發展”。

據悉，高超團隊試車成功的紡絲級單層氧化石墨烯生產線，目前生產的產品單層率大於99%。“能夠支撐起多樣化的下遊應用。”高超表示，有了高品質原料的穩定供應，將有助於石墨烯科學研究及下遊應用的產品開發，並加速進入有序、高質、高速的發展軌道。