喻學鋒
■本報記者 沈春蕾
以石墨烯為代表的二維材料，被譽為21世紀的超級材料，有望發(fā)展成為下一個萬億級的產業(yè)。2014年，黑磷作為二維材料領域的一顆新星，它的橫空出世迅速引起了國內外科學界和產業(yè)界的廣泛興趣。從最初的晶體管，到后來的光電子器件，再到催化、能源、生物醫(yī)學等領域，黑磷展現(xiàn)出廣闊而巨大的應用前景。
“我們已經在黑磷晶體制備技術領域首次實現(xiàn)單管50克的新突破。”日前，中國科學院深圳先進技術研究院（以下簡稱中科院深圳先進院）研究員喻學鋒在接受《中國科學報》采訪時表示，“選擇研究黑磷這一新材料，我們是認真的，不只是為了發(fā)論文，更希望將這一新材料推廣實現(xiàn)產業(yè)化。”
“別人重論文，我們重應用”
2014年，喻學鋒決定放棄大學里安穩(wěn)的工作和生活，南下深圳從事新材料研究。“當年，黑磷仍是‘埋在沙土下未被發(fā)掘的黑金’。”喻學鋒回憶道，那時候國內外都是剛開始關注黑磷這一新材料。
2014年也是我國黑磷基礎研究發(fā)展的關鍵一年，先后有多個科研團隊在《自然》子刊就黑磷研究發(fā)表重要的成果文章。喻學鋒告訴記者：“我們是國際上最早一批從事黑磷研究的團隊，并且我們在研究之初就明確地告訴自己，不僅要發(fā)論文，還要將黑磷做到產業(yè)化。”
懷著這樣的目標，喻學鋒帶領團隊先從基礎研究做起。2015年，喻學鋒與香港城市大學教授朱劍豪等合作，先后高效制備出黑磷量子點和黑磷納米片，在國際上首次解決了黑磷的穩(wěn)定性難題。相關研究論文連續(xù)發(fā)表在國際權威刊物《德國應用化學》上，并被選為封面報道及熱點文章。
緊接著，喻學鋒團隊圍繞著黑磷的可控制備、界面調控和應用拓展，多篇重要成果先后于《自然》子刊等刊物發(fā)表。今年，在黑磷的光催化技術方面，喻學鋒團隊成功制備出黑磷/鉑、黑磷/氮化碳等系列光催化劑，比當前光催化劑具有更高的太陽光利用率和效率，在太陽光驅動的有機催化反應和光催化產氫等方面展現(xiàn)出很好的應用前景，相關研究成果發(fā)表在材料領域的權威刊物《先進材料》和《先進科學》上。
“發(fā)文章不是我們的最終目的，別人重論文，我們重應用。”喻學鋒心里比誰都清楚，“但要實現(xiàn)產業(yè)化應用，必須要有過硬的理論研究基礎。”
由于一開始就瞄準黑磷的應用研究，到2016年，喻學鋒團隊已經掌握了相對成熟的黑磷制備和界面調控技術，成功制備出高穩(wěn)定性黑磷，為黑磷的規(guī)�；苽浜蛻玫於嘶A。
“成立公司我們是被動的”
“團隊在黑磷研究領域的動靜先后吸引了國內多家化工龍頭企業(yè)的關注。”喻學鋒告訴記者，“由于雙方理念一致，我們很快就確定了黑磷產業(yè)化合作的對象——湖北興發(fā)集團。”
2016年8月，中科院深圳先進院產業(yè)化全資子公司深圳中科先進投資管理有限公司與湖北興發(fā)集團、重慶中科渝礦創(chuàng)業(yè)孵化器有限公司合作，三方決定共同投資組建湖北中科墨磷科技有限公司。
“成立公司，其實我們是被動的。”喻學鋒表示，與湖北興發(fā)集團的合作，最初源于中科院深圳先進院為黑磷成果召開的專場對接會。“通過成果、市場、產業(yè)、人才、宣傳等創(chuàng)新資源的大協(xié)同，中科院深圳先進院建立起了科研人員與市場的無縫對接，就這樣不知不覺中，我們的黑磷制備技術走上了自己的產業(yè)化之路。”
今年4月，湖北興發(fā)集團董事長李國璋專程前往中科院深圳先進院參加了黑磷聯(lián)合實驗室的年度總結會。喻學鋒介紹道，我們前期部分產品已經完成了小試，下一步將要開展中試，進一步降低黑磷制備的價格和成本。
喻學鋒自己就是湖北人，跟湖北興發(fā)集團的合作，他頗有感慨：“能將技術在家鄉(xiāng)落地也是我的心愿。后續(xù)我們還將合作開發(fā)高附加值的黑磷新材料產品。”
發(fā)掘產品的高附加值
因采用太陽能電解水制氫的過程沒有碳排放，以清潔環(huán)保著稱的氫能源備受關注。為此，喻學鋒團隊成功制備出的系列黑磷復合光催化劑，在清潔能源、工業(yè)催化等方面無疑應用前景巨大。
除了催化劑，喻學鋒團隊還圍繞黑磷材料開展多類型新產品的嘗試，包括光電子器件、生物醫(yī)學等多個應用領域。“我國磷礦儲量居世界第2位，但當前磷化工產品的附加值普遍較低，黑磷的出現(xiàn)為磷化工產業(yè)的轉型帶來了新的希望。”
喻學鋒團隊要做的就是改變磷化工產業(yè)的現(xiàn)狀。“從小試到中試，再到大規(guī)模制備，我們將學術和應用深入結合，推動黑磷制備和應用技術的不斷前進。”
“做產業(yè)化跟單純做科研發(fā)論文不一樣。”喻學鋒感嘆道，“作為一種底層原材料，黑磷的產業(yè)化開發(fā)不僅難度大，而且沒有可以參考和借鑒的經驗，需要自己發(fā)現(xiàn)問題，并尋找解決方案。”
要實現(xiàn)黑磷的產業(yè)化，就需要放大生產。“磷元素非常活潑，控制不好就可能出現(xiàn)危險，因此，我們還需要開發(fā)出一套規(guī)范的生產工藝流程。”喻學鋒指出，“生產工藝放大的問題得到解決，意味著我們向黑磷的產業(yè)化進程又進了一大步。”
而在產業(yè)化推廣的進程中，得到中科院STS雙創(chuàng)引導項目給予的支持，讓喻學鋒信心倍增：“中科院是我們堅強的后盾，不僅幫助我們建立了團隊，還幫助我們成功對接產業(yè)和資本，在這些幫助下，未來我們有信心成為黑磷行業(yè)的引領者。”
除了跟湖北興發(fā)集團的合作，喻學鋒團隊還在深圳成立了一家子公司。“我們希望這家公司能提供高質量的科研級黑磷產品，做好原材料的攻關，進一步推動產業(yè)的發(fā)展。”
中國-博士人才網發(fā)布
聲明提示：凡本網注明“來源：XXX”的文/圖等稿件，本網轉載出于傳遞更多信息及方便產業(yè)探討之目的，并不意味著本站贊同其觀點或證實其內容的真實性，文章內容僅供參考。
