李玉良:世界上第一個發現石墨炔碳納米材料的人—新聞—科學網

2020-12-05 科學網

 

李玉良,1949年10月出生於山東青島。中國科學院化學研究所有機固體院重點實驗室研究員、博士生導師。1975年畢業於北京化工學院,之後到中國科學院化學研究所工作。曾在荷蘭阿姆斯特丹大學化學系、美國Nortre Dame(聖母)大學放射實驗室、香港大學化學系從事研究及合作研究。

2015年12月當選為中國科學院院士。曾三次獲得國家自然科學二等獎,兩次獲北京市科學技術獎(自然科學)一等獎,一次獲中國科學院自然科學二等獎,是首屆全國創新爭先獎獲得者,2017年獲何梁何利科學與技術進步獎。研究領域為碳基和富碳分子基材料定向、多維、大尺寸聚集態結構和異質結構自組織生長、自組裝方法學以及在能源、催化和光電等領域的應用。

李玉良,是世界上第一個發現石墨炔碳納米材料的人,在這個領域,他和他的團隊一直處在世界科研前沿。

1949年10月,李玉良出生於山東青島。雖然家裡生活並不寬裕,但父親喜歡讀書,會買世界名著,還有一些中國近代小說。李玉良從小就跟著父親看書。

父親的觀點是,人要有文化,才能改變自己,才能做大事,此間並無功利心,只是對文化的渴望。這對李玉良影響很大。

高中過後,李玉良在內蒙古生產建設兵團經歷了一段記憶深刻的知青歲月。李玉良說:「人的一生,應該去真正思考,哪個階段真正地推動了自己。」在科研道路上,李玉良曾遇到過無數挫折、瓶頸,但面對困難的勇氣和耐力,從青年時代就已深深儲藏在心裡。

在李玉良的眼中,分子結構中的六邊形蘊藏著神奇的力量。

2004年,石墨烯的發現,對李玉良觸動很大。國際上,碳材料領域競爭非常激烈,中國如果沒有自主智慧財產權的碳材料肯定不行。

2010年諾貝爾物理學獎授予了英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。一時間,科研圈掀起了一股石墨烯的研究熱潮。石墨烯也成為越來越多科學家選擇的材料。

就在同一年,李玉良終於合成出石墨炔這種自然界不存在的物質,這種只存在於理論中的物質第一次真實地呈現在人類面前。

石墨炔的發現在全球科學界產生了重大反響,國外很多科學家到這個領域裡進行研究。「我們以前是跟著人家做,現在是西方的科學家跟著我們做。」李玉良說。

為了抓住這些納米尺度的小六邊形,多少次實驗室裡的疲勞和深夜的思考,無數次的失敗與再試一次的勇氣,最後都凝聚在石墨炔上面。

有這樣一個比喻,「工具機是工業之父,模具是工業之母」。工業革命的過程時刻伴隨著基礎設備的提升,而新材料則是形成這一切的基石。人類處在第三次與第四次工業革命的交匯點,新的「超級材料」不斷問世,以滿足工業發展的需要,石墨炔的誕生蘊藏著無限的可能性。

「研究不能只是跟從,要勇於創新,開創自己的特色研究領域,要想別人不敢想的東西。」這樣的創新理念是李玉良教給學生的道理,也是自己身為一名科學家的信念。

70年與共和國同行,與祖國的化學事業同步,李玉良身上有著很深的化學情結。有些夜晚,李玉良會從睡夢中醒來,想到什麼重要的問題或有什麼靈感,就趕緊拿筆記下來。

當今世界科學飛速發展,各國的科技競爭異常激烈。科學的競爭,誰先走到前面,把一個領域推動起來就了不得。科學和國家的發展、綜合國力的增強都直接相關。「逆水行舟不進則退,科學家進入這戰場,不去競爭只有失敗。」他說。

科學無國界,科學家卻有自己的祖國。多少默默無聞的激情燃燒,成就了今天的鯤鵬展翅,一路見證著共和國歷史走來的李玉良,更添一份家國情懷。

(本報記者 尚文超)

 

特別聲明:本文轉載僅僅是出於傳播信息的需要,並不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性;如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用,須保留本網站註明的「來源」,並自負版權等法律責任;作者如果不希望被轉載或者聯繫轉載稿費等事宜,請與我們接洽。

相關焦點

  • 「李玉良」世界上第一個發現石墨炔碳納米材料的人
    世界上第一個發現石墨炔碳納米材料的人2004年,由英國曼徹斯特大學科學家安德烈•海姆和康斯坦丁•諾沃肖洛夫發明的石墨烯問世。石墨炔是一種新興的二維碳材料,是一種具有很大發展潛力的新碳同素異形體,由於其奇特的sp和sp2電子結構並具有本徵帶隙,展現了已發現的碳材料難以出現的性質。近年來,石墨炔已經在鋰離子電池,催化劑,太陽能電池,電化學驅動器等方面開展了系列前沿性探索研究,取得了引人注目的研究成果。
  • 中國科學家首次成功合成石墨炔—新聞—科學網
    ■本報記者
  • 李玉良:分子式裡的人生
    研究領域為碳基和富碳分子基材料定向、多維、大尺寸聚集態結構和異質結構自組織生長、自組裝方法學以及在能源、催化和光電等領域的應用。  李玉良,是世界上第一個發現石墨炔碳納米材料的人,在這個領域,他和他的團隊一直處在世界科研前沿。
  • 【中國科學報】中國科學家首次成功合成石墨炔
    隨著富勒烯、碳管及石墨烯等碳材料陸續通過物理方法成功製備,如何製備石墨炔一直是科學研究的焦點。  近年來,中國科學院化學研究所有機固體重點實驗室研究員李玉良帶領團隊從表面化學反應結合固態生長合成化學的新視角出發,首次在銅表面上合成了具有本徵帶隙sp雜化的二維碳的新同素異形體石墨炔,開闢了人工化學合成碳同素異形體的先例。
  • 中科院青島能源所在石墨炔能源存儲材料方面取得系列進展
    團隊與化學研究所李玉良課題組合作,將石墨炔類材料先後應用於鋰離子電池、鈉離子電池、鋰離子電容器等能源存儲器件,並對其電化學性能及儲能機制進行了詳細分析和系統研究。氯雜石墨炔的結構及在鋰離子電池中的應用碳素材料與人類生活密切相關,而石墨炔類材料是繼富勒烯、碳納米管、石墨烯之後,一類全新的碳素材料。
  • 石墨炔:石墨烯之後 一種非常理想的儲鋰材料
    石墨炔,是繼富勒烯、碳納米管、石墨烯之後,一種新的全碳納米結構材料。它由sp和sp2雜化形成的一種新型碳的同素異形體,是由1,3-二炔鍵將苯環共軛連接形成的具有二維平面網絡結構的全碳材料,具有豐富的碳化學鍵、大的共軛體系、寬面間距、優良的化學穩定性,被譽為是最穩定的一種人工合成的二炔碳的同素異形體。
  • 夢幻材料:碳的「七十二變」
    因此比起「矽基生物」的戲稱,人類「碳基生物」的頭銜才真正當之無愧。 合成和分離不同維數的新型碳素異形體,一直是過去二三十年來的研究焦點。科學家們先後發現了三維富勒烯、一維碳納米管、二維石墨烯和石墨炔等新的碳同素異形體,這些新型材料均成為了國際學術研究的前沿和熱點,並與其開創研究者分享了科學界的頂級榮譽(諾貝爾獎)。
  • 新型電池負極材料石墨二炔 提升電池效率和穩定性
    蓋世汽車訊 鋰離子電池通常採用石墨類碳材作為負極材料。據外媒報導,科學家們研究新型二維碳網狀物,即碳納米纖維膜石墨二炔,在電池應用中的適用性。石墨二炔和石墨烯(石墨烯是單原子層石墨)一樣又平又薄,但是孔隙率更高,而且可以調整電子性能。據研究人員介紹,利用特製前體分子,採用簡單的自下而上的合成方法,可以製備這種材料。
  • 上海大學|石墨炔基材料在能源相關領域的研究進展
    石墨炔擁有獨特的拓撲和電子結構,高電荷遷移率和優異的電子輸運性能,這些優異的性能使其在各種應用領域中具有廣闊的前景。在石墨炔家族中,γ-石墨二炔(GDY)是第一個被成功製備的成員,因此也最受關注。自從第一個非天然碳同素異形體——富勒烯被合成出來,新型碳材料的開發和研究引起了科研人員極大的興趣,之後,各種碳材料相繼被人工合成出來。這些碳材料由於其獨特的電子結構而具有非凡的光學、電子、熱學、化學和機械性能。例如,石墨烯是一種二維(2D)碳納米材料,由sp2-雜化軌道的碳原子組成,具有六邊形蜂窩狀晶格。
  • 「乘風破浪」的「造物者」—新聞—科學網
    當時,化學所時任所長朱道本基於這樣的認識,借鑑世界發達國家科學家的思想,提出「分子科學」概念,旨在通過交叉融合實現方法理論的突破,開拓化學研究的新疆域,破解化學學科面臨的「分片式」發展困境。 一種心照不宣的默契也在巷子那頭產生——1994年,唐有祺等學者提出「分子工程學」概念,原北大化學系更名為北大化學與分子工程學院。
  • 合成氨產率提高近十個數量級:石墨炔基Pd原子催化劑|NSR
    近日,中國科學院化學研究所李玉良院士團隊和山東大學薛玉瑞教授、香港理工大學黃勃龍教授合作在《國家科學評論》(National Science Review, NSR)發表研究論文,他們在石墨炔(GDY)上錨定了零價鈀(Pd)金屬原子(圖1),並將獲得的
  • 傳說中的最硬物質「碳炔」雛形已被合成,硬度是鑽石40倍
    ——碳炔。碳納米管在最新研究中,科學家們將兩層石墨烯捲成團,製造出了一個雙壁的碳納米管,並在石墨烯薄片的縫隙內合成出這種碳長鏈,縫隙能保護這種材料並讓其保持穩定。該研究第一作者石磊(音譯)表示:「最新研究朝我們最終真正認識碳炔邁出了關鍵一步。」
  • 迄今最長碳鏈或能造出最硬物質「碳炔」
    奧地利科學家在最新一期《自然·材料學》雜誌上撰文指出,他們在實驗室大量合成出有史以來最長的穩定線性碳鏈,其由6000多個碳原子組成,或有助最終批量製造出目前已知的最硬的物質——碳炔。  1885年,德國有機化學家阿道夫·馮-貝耶爾首次提出碳炔的概念,他將其描述為一種無限長的碳碳單鍵和三鍵交替而成的碳鏈。
  • 由6000多個碳原子組成的碳炔
  • 「化」育萬物—新聞—科學網
    不久前,在這棟樓的一間實驗室裡,該所研究員、中科院院士李玉良帶領的團隊通過一種簡便、可擴展的合成工藝製成一種零價鉬原子錨定在石墨炔上的原子催化劑,研究成果發表在《美國化學會志》上。「這是一種真正的零價原子催化劑,是第一種高效、高選擇性地產生氨和氫的雙功能原子催化劑。」李玉良向《中國科學報》介紹了這項最新成果。
  • 最硬物質碳炔到底有多硬?
    在最新一期《自然·材料學》雜誌上,奧地利科學家在實驗室合成出有史以來最長的穩定線性碳鏈,該碳鏈由6000多個碳原子組成,或有助最終批量製備出目前已知的最硬物質——碳炔。   1885年,德國有機化學家阿道夫·馮-貝耶爾首次提出碳炔的概念,他將其描述為一種無限長的碳碳單鍵和三鍵交替而成的碳鏈。但他也提醒,由於其極不穩定,因此很難製造出來。
  • 世界最強韌材料碳炔可批量生產:強度超鑽石40倍
    碳炔相當於碳的一維形式——由碳原子聚集在一起形成的鏈,被認為是世界上最強韌的材料,強度超過鑽石40倍。在新的方法中,研究人員採用雙層壁碳納米管來生成穩定的碳鏈,其長度也創下新的記錄。在此之前,一條碳鏈的長度記錄只有約100個碳原子。1885年,德國化學家阿道夫·馮·拜爾(Adolf von Baeyer)首次提出了碳炔的概念,他描述了線性炔碳——或者說無限長度的碳鏈——的存在,並將其稱為「carbyne」。不過,他同時指出該材料會非常難以獲得,因為它極其不穩定。
  • 青島能源所黃長水教授AM綜述: 石墨炔基材料的製備及在儲能中的應用
    成果簡介 石墨炔(GDY)以其二維化學結構、獨特的內在性質和廣泛的應用前景而備受關注。特別是,一些結構特徵和基本物理特性,包括平面內孔的擴展、規則的納米結構和良好的傳輸特性,使GDY成為了包括電池和超級電容器在內的儲能裝置中電極材料的候選。
  • 兼具高選擇性和高導電性 石墨炔成甲醇電池理想膜材料
    近日,香港科技大學教授趙天壽課題組發現新型二維碳納米材料石墨炔是較為理想的質子交換膜材料,具備高質子傳導性和高選擇性,能有效阻隔甲醇燃料的滲透。  質子交換膜的作用是阻隔陰陽兩極,傳導質子。「質子交換膜的性能是現在面臨的一個『卡脖子』問題。」趙天壽介紹,目前燃料電池用質子交換膜主要採用美國杜邦公司生產的Nafion膜,其最大問題是甲醇滲透率高。
  • 目前已知的最硬的物質「碳炔」 硬度是鑽石的40倍、石墨烯的兩倍
    美國科學家經過理論計算指出,碳炔這種碳原子一維線性帶狀物的強度應該比任何已知的材料更硬更堅固,擁有巨大的抗張強度和硬度,硬度是鑽石的40倍、石墨烯的兩倍,因此,可用於製備超堅固的設備。另外,它還擁有僅被拉伸3%就能從導體轉變成絕緣體的獨特屬性,因而備受電子設備領域青睞。儘管科學家們可採用某些方法讓碳鏈保持穩定,但此前只能製造出最多擁有100個碳原子的不穩定碳鏈。