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通识课程:影响未来经济的新科技与新产业系列讲座—《石墨烯:“顶天立地”的明星材料》顺利举办

发布时间:2021-12-25来源: 浏览次数:

科学研究与技术创新一直贯穿在人类发展的历史长河之中,对人类经济发展和社会进步发挥重要作用,标志性的科学成果和主导技术具有颠覆性的特征,对解放生产力、推动文明演进产生革命性的影响。对于经济管理院校学生,需要对这些新技术和新产业从经济学的视角进行深入研究,发现规律,学习新的理论分析框架,同时对这些影响未来经济的新科技与新产业提供较为系统的信息和前瞻性判断。

本课程负责人为管理科学与工程学院院长刘志东教授,课程为经济管理类专业的通识课,主要对大数据、机器学习、深度学习、人工智能、云服务、物联网、智慧城市、虚拟现实/增强现实(VR/AR)、无人驾驶汽车、量子通信、高端机器人、区块链、3D打印、石墨烯等新技术进行介绍,同时对这些新技术与新产业的发展现状和未来发展趋势进行分析。课程教学方式采用问题导向、教学互动的模式,每节课邀请相关领域顶级专家参与课堂教学,以期培养学生“求实、务实、探索、创新”的科学精神和富有逻辑、理性驱动、敢于批判的科学素养和技术创新思维。

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2021年12月23日,由管理科学与工程学院主办,管理科学与工程学院投资系主任荆中博主持,影响未来经济的新科技与新产业系列讲座邀请了国科大物理科学学院张余洋老师,以《石墨烯:“顶天立地”的明星材料》为主题,为同学们带来了一场生动的讲座。张余洋为国科大物理科学学院长聘副教授、博士生导师,中国真空学会副秘书长,《真空科学与技术学报》副主编。2005年毕业于中国科学技术大学少年班学院。随后在中国科学院物理研究所取得博士学位。2011年至2016年先后在美国伦斯勒理工学院、橡树岭国家实验室、范德堡大学做博士后。2016年12月加入国科大,获得中科院百人计划、北京市科技新星、国家自然基金委优秀青年、科技部重点研发计划等项目支持。发表论文100余篇,包括Science 2篇,Nature及子刊5篇,Physical Review Letters 4篇。张余洋课题组利用基于密度泛函理论的量子力学计算,在单原子、单分子层次上开展低维功能纳米结构的设计、构造、新奇物性以及构效关系等方面的研究。主要研究方向有:表界面的电子结构及能源催化过程;新兴量子材料结构与物性的调控;机器学习在凝聚态物理中的应用。

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讲座主要分为三个部分:什么是石墨烯、石墨烯如何立地、石墨烯如何顶天。首先,张老师对石墨烯的概念进行了讲解,石墨烯是碳原子排列成二维蜂窝状晶格结构的新材料,在导电性、导热性、透光率、机械强度方面表现优异。不同的应用需要不同的石墨烯,石墨烯主要有单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯、多层或厚层石墨烯以及石墨烯薄片等。石墨烯的制备是指从三维材料石墨出发剥离成越来越薄的“烙饼”,进一步剥离出一个单原子层——石墨烯。其制备方法多种多样,不同方法在质量、成本、下游产品、纯度、产量等方面表现不同。在此部分,张老师也对国际上近年来在石墨烯和器件领域的投入情况进行了梳理,着重介绍了欧盟石墨烯旗舰计划以及我国促进石墨烯发展的一系列政策。

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在石墨烯如何立地方面,张老师对石墨烯的应用方向进行了介绍,主要包括如下几个方面:复合材料、热学、环保、保护膜、能源、声学、生物医学、强度应用、电子元件。具体应用主要有:防腐涂料、机械润滑、散热器件、导热膜、海水淡化、污水处理、空气净化、精密零件保护、超级电容器、石墨烯电池、石墨烯音响、靶向送药、抗菌物质、石墨烯防弹衣、集成电路、感光元件等。进一步,张老师对石墨烯的市场进行了分析,张老师认为在全球石墨烯产业化进程中,中国作为石墨资源大国,不但在石墨烯技术研究开发方面与国际接近。而且在石墨烯应用方面具有巨大的市场空间。目前,中国已经发展成为全球石墨烯产业“领头羊”。

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在石墨烯如何顶天方面,张老师从三个方面进行了讲解:扫描隧道显微镜、从高质量石墨烯制备到原型器件的构筑、石墨烯折纸。首先,张老师对物理学的研究领域、隧穿效应、扫描隧道显微镜及原子操控等进行了讲解,并通过中国科学院北京真空物理开放实验室的研究成果及IBM短片“A boy and his atom”进行了形象生动地展示。随后,张老师对高质量的石墨烯制备方法进行了详细的梳理,并对石墨烯原型电子器件的构筑进行了介绍。最后,张老师结合自己的研究工作重点讲解了石墨烯折纸。

张老师认为,石墨烯是“万能明星材料”,国家政策好,市场情况好,是重要基础研究平台,石墨烯产业是一个万亿的可立地产业,但石墨烯的全面应用仍然任重而道远。讲座最后,张余洋老师与同学们进行了深入交流,整场讲座学术氛围浓厚,同学们均表示获益匪浅。

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本课程旨在介绍当代最前沿的产业与技术,引领同学们掌握最新热点科技;同时,拓展创新思维方式,培养多维思考能力,让同学们的思考不局限、不固化;进一步的,作为通识课程,引领同学们接触最前沿、最具创新力的科技前景、深入观察并分析影响未来的新科技产业发展方向,提高自身创新能力。


撰稿:王超

审核:刘志东