2016年3月21日晚，我校書(shū)院“科技之光”系列講座第八講在張江校區(qū)舉行。物質(zhì)學(xué)院特聘教授、中科院金屬研究所研究員、中科院院士成會(huì)明以“碳：一個(gè)元素與兩個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)的故事”為題，通過(guò)大量圖片及視頻的展示，向同學(xué)們講述了富勒烯、碳納米管和石墨烯的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展及未來(lái)。

首先，成院士由生活中的碳元素——木炭、煤炭、二氧化碳等引入，簡(jiǎn)單介紹了碳元素基本的物理化學(xué)性質(zhì)。碳可以以SP、SP₂、SP₃的形式雜化，多樣的雜化方式是碳具有豐富同素異形體的本源。他提到，碳材料的不同結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致截然不同的性質(zhì)。例如最硬的金剛石和最軟的石墨烯，高吸光的石墨和高透光的石墨烯。之后，他具體地講解了零維的富勒烯、一維的碳納米管和二維的石墨烯。富勒烯是由波譜學(xué)家克羅托（H. W. Kroto）在研究星際空間汽暗云中富含碳的塵埃時(shí)意外發(fā)現(xiàn)，他隨后與科爾（R. F. Curl，Jr）教授、斯莫利（R. E. Smally）教授通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了富勒烯的球形多面體結(jié)構(gòu)。富勒烯目前廣泛應(yīng)用于固體潤(rùn)滑劑、催化劑、太陽(yáng)能電池及靶向藥物等領(lǐng)域。他說(shuō)，碳納米管也是在實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)的，并鼓勵(lì)同學(xué)們要多觀(guān)察實(shí)驗(yàn)中現(xiàn)象的變化，并對(duì)一些出人意料的結(jié)果進(jìn)行深入研究。當(dāng)講到碳納米管應(yīng)用時(shí)，在座同學(xué)都對(duì)其前景充滿(mǎn)了驚訝與期待：在未來(lái)，可以利用碳納米管的柔軟性制備可彎曲、可折疊的顯示器；還可以利用它密度小的性質(zhì)制作碳納米管“天梯”，人類(lèi)可以通過(guò)乘坐碳納米管天梯直達(dá)宇宙空間站。最后，他講述了石墨烯的相關(guān)知識(shí)。石墨烯與生活息息相關(guān)，當(dāng)我們用鉛筆寫(xiě)字的時(shí)候，就在制造石墨烯。未來(lái)，石墨烯可在透明導(dǎo)電薄膜、儲(chǔ)能器件、柔性O(shè)LED、柔性電池等領(lǐng)域大顯身手。

講座結(jié)束后的提問(wèn)環(huán)節(jié)也非常熱烈。有同學(xué)問(wèn)，石墨烯是二維結(jié)構(gòu)，對(duì)其不同面上進(jìn)行的化學(xué)修飾是否會(huì)相互影響？成院士回答，因?yàn)槭┖鼙?，兩者的相互影響是肯定存在的，但可以通過(guò)制備多層石墨烯增加厚度的辦法減少相應(yīng)影響，但是厚度增加也會(huì)導(dǎo)致量子效應(yīng)減弱等一系列問(wèn)題。還有同學(xué)問(wèn)，富勒烯中C60、C72和C80有什么區(qū)別？成院士回答，富勒烯是個(gè)很大的家族，C60的球形結(jié)構(gòu)最完美、能量最低、最易合成，其他的能量較高，球體結(jié)構(gòu)或多或少都有些變形，但他們的物理性質(zhì)差別其實(shí)并不大。通過(guò)這次的講座，同學(xué)們了解了碳元素相關(guān)的研究進(jìn)展，感受了碳元素的科學(xué)魅力。