11月1日，2024中国国际石墨烯创新大会在宁波举行。当晚，宁波市委副书记、市长汤飞帆出席2024第五届国际石墨烯奖颁奖活动并致辞。诺贝尔物理学奖获得者安德烈·海姆、欧洲科学院院士冯新亮等出席。颁奖活动中，相继颁发2024年度最佳石墨烯企业奖、石墨烯产品创新奖、石墨烯行业投资促进奖、石墨烯产业促进奖以及中国国际石墨烯创新大会卓越贡献奖。
石墨烯作为“新材料之王”，是主导高科技竞争的超级材料，也是宁波奋力抢占的产业新高地。十年前，第一届中国国际石墨烯创新大会在宁波召开，拉开了石墨烯产业化序幕。十年来，宁波，推动石墨烯产业从无到有、从小到大，实现攀高跃升。
有同学和家长可能会问，什么是石墨烯？它是怎样一种材料？材料和我们的生活有什么关系？为何宁波要在这方面布局？在这里，我和大家聊聊。
主讲人
宁波大学 孙鑫楠
指导教师 陈宸
材料推动文明跃升
材料，是一个很宽泛的概念。在人类历史的长河中，这一看似简单平凡的元素始终扮演着推动文明进步的关键角色。从最初的石器时代，到青铜器时代、铁器时代、钢铁时代，再到如今的多元材料时代，材料不断开启着人类科技文化发展的大门。
在遥远的古代，当第一缕阳光穿透茂密的森林，照耀在原始人类手中的石块上时，一场关于“材料”的探索之旅悄然开启。石头作为大自然最直接的礼物，成为了人类最早的工具。这便是“石器时代”的序幕，一个以石头为基石的文明时代。
那时的地球被茂密的森林和广袤的草原覆盖，人类在这片原始的土地上用最原始的方式生存。他们发现那些散落在大地上的石头经过简单的敲打和磨制，可以变成锋利的工具，用于狩猎、采集、防御。我们可以想象，一个原始人就地取材，精心打磨，手持锋利的石刀，在丛林中披荆斩棘。石头也是文化的载体，他们在洞穴墙壁上留下壁画，用石头刻出符号、线条和图案凝聚了人类早期的思想、情感、信仰，小小的石头也悄然推动了人类从采集狩猎向农耕文明的过渡。
用不同材料制作的工具逐渐改变了人类的生活。慢慢的，可能某一天，有人偶然发现，有些石头加热后出现了另一种材料，它比石头更加坚硬、耐用，且更易于塑造。于是，铜锡合金的“青铜”出现，青铜器时代开始了。
随着人类对金属性能的要求不断提高，另一种材料在不断摸索中登上了历史的舞台，那就是铁。它比青铜更加坚硬、耐腐蚀，储量丰富，易于提炼。铁犁和铁锄的出现，极大地提高了农业生产效率，促进了人口的增长和社会的繁荣；铁制工具和铁制武器的普及，推动了军事技术的革新；铁器的制造和使用，带动了手工业的发展，人类可以制作出更加精美复杂的工艺品。
接着钢铁厂的轰鸣宣告了“钢铁时代”的到来，人类社会迎来了真正的工业革命。钢铁这种由铁和碳组成的合金，以其高强度、良好的延展性和可塑性成为了建筑、桥梁、机械、火车乃至轮船的核心材料，还使得大规模生产加工成为可能。钢铁的冶炼和加工技术加速了城市化进程，推动电力、化学、冶金等学科快速发展，也促进了人类社会的变革，进入一个全新的现代化时代。
拥有创新的无限可能
材料学的发展日新月异，各种新型材料层出不穷。从塑料、陶瓷、玻璃等传统材料，到半导体、超导材料、纳米材料等高科技材料，再到石墨烯、碳纳米管等前沿材料，每一种新材料的出现，都标志着人类科技文化的一次重大突破。
塑料鼻祖赛璐珞诞生于台球这项贵族运动的需求。十四世纪，西欧的贵族们迷上了台球。这项贵族游戏的“小球”们，最初由珍贵的象牙雕琢而成，价格昂贵，资源稀缺。随着台球运动越来越火，象牙球的需求也跟着水涨船高。一位名叫约翰·韦斯利·海厄特的美国印刷工敏锐地察觉到了潮流背后的巨大商机，经过无数个日夜的思索和实验，他终于在一次偶然的尝试中将硝化纤维溶液和樟脑混合在一起，创造出了一种神奇的白色物质——赛璐珞。它在热压下可以形成各种形状，非常适合制作台球，由此开启了塑料时代的新篇章。从此以后，塑料像是被施了魔法一样不断变出各种新花样，新型塑料材料不断涌现。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料品种的出现，丰富了塑料的种类和应用领域，提高了塑料的性能和安全性，成为了人们日常生活中常用的材料。
石墨烯的诞生也有着一段充满偶然与惊喜的故事。故事发生在2004年的英国曼彻斯特大学，安德烈·海姆教授是一位喜欢尝试各种新奇实验的物理学家，诺沃肖洛夫是他的学生。当时，海姆教授正在进行一项关于如何用胶带剥离材料到极薄层次的研究，这听起来可能有点“不务正业”，但他相信通过这种方法可以发现材料的新特性。一天海姆教授在办公室里随手拿起一块石墨和一卷普通的透明胶带，开始了他那看似简单却意义非凡的实验。他将胶带粘在石墨上，然后轻轻撕下，这样胶带上就带走了一层极薄的石墨片。接着，他又用另一块胶带去粘这块已经被剥离过一次的石墨片，再次撕下，如此反复多次。经过无数次的尝试后，海姆教授和诺沃肖洛夫终于在一次显微镜下观察时，惊喜地发现他们手中的石墨片已经薄到只剩下一层碳原子，这就是后来被命名为“石墨烯”的物质。石墨烯是世界上最薄、最强的材料之一，同时也是导电和导热性能极佳的超级材料，它的出现彻底颠覆了材料科学的认知，开启了二维材料研究的新纪元。谁能想到，一卷普通的胶带竟能“粘”出一个诺贝尔物理学奖呢？
布局新材料就是布局未来
石墨烯，被誉为“新材料之王”，是一种只有一个原子厚度的碳薄片，单层石墨烯厚度仅0.3纳米，集超高导电性、超高导热性、超高强度与高透光等众多优异性于一体，在储能、传感器、电动汽车、海洋工程、功能复合材料、柔性电子、电子信息等领域展现出了巨大的应用潜力。
在从“制造大市”迈向“智造之都”的过程中，宁波在材料学石墨烯这一前沿科技上展现出了超前的眼光和前瞻性的布局。
宁波市政府高度重视材料科学的研发和应用，积极推动产学研合作。早在2013年，宁波在全国率先启动了石墨烯产业化应用研发重大科技专项，并为近40个石墨烯应用研发项目提供了支持。经过多年努力，这里汇聚了中科院宁波材料所、浙江大学等科研机构与高校的创新力量，突破了石墨烯微片的高效分散、稳定的水性浆料制备、石墨烯浆料快速印刷及涂布等多个关键共性技术。位于镇海的国家石墨烯创新中心，成为了宁波石墨烯产业发展的核心力量。
回望过去，材料的发展和人类文明的进步密不可分。有没有收获不知道，但不布局一定没收获。在未来的发展中，宁波将继续在材料学等前沿科技领域深耕细作，为社会进步做出更大的贡献。