據《中國科學報》訊息，近日，因為在二維碳材料石墨炔研究領域的傑出成就——國際上首次合成石墨炔，開拓碳材料研究的新領域，並一直引領該領域的研究與發展，中國科學院院士、中國科學院化學研究所研究員李玉良和他的團隊獲得2021年度中國科學院傑出科技成就獎，國納科技醬認為其背後意義深遠！

碳材料家族龐大缺少中國科學家的影子

我們知道，碳材料具有龐大的家族成員，包括金剛石、石墨烯、碳奈米管、富勒烯等等，由於其優異的效能和潛在的應用價值，一直以來吸引了世界上為數眾多化學家和材料學家的關注，但似乎總有些缺憾，因為此前幾乎所有風靡全球的碳材料，都是由國外學者開創和引領，中國科學家更多時候是作為追隨者。

• 1893年，法國化學家莫瓦桑經過無數次探索，在實驗室製備出人造金剛石。
• 1985年，英國化學家哈羅德·沃特爾·克羅託博士和美國科學家理查德·斯莫利在萊斯大學制備出了第一種富勒烯，即“C60分子”，也被稱為巴克球。
• 1991年，日本科學家飯島發現了一種針狀的管形碳單質——碳奈米管。
• 2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地從石墨中分離出石墨烯，從而證實它可以單獨存在。

雖然我們在一些應用領域，尤其是石墨烯材料的應用領域有著較為突出的發展，國納科技醬之前就報道過魔都一家高科技企業近期研發出了一種有助於防疫抗疫的新材料——石墨烯抗病毒材料（石墨烯抗病毒材料問世，備受空淨塗料紡織等行業關注，意義重大），但是這些碳材料的開拓者無一例外全是國外頂尖科學家，龐大的碳材料家族缺少一些中國基因。

中國科學家世界首次合成石墨炔開創全新領域

不過隨著我們國家越來越重視基礎科學研究，上述情況正逐步得到改善。

大家都知道，柔軟的鉛筆芯和堅硬的金剛石其實是同一種物質——碳，我們稱為碳的“同素異形體”，這是由於原子與原子之間透過不同的“雜化”方式就會產生不同的微觀結構，不同的微觀結構宏觀上會呈現出完全不同的物化性質。其中，碳原子就有sp3、sp2和sp三種雜化方式，金剛石就是由sp3雜化形成，石墨、富勒烯、碳奈米管和石墨烯則是由sp2雜化形成的，唯獨sp雜化的碳材料在2010年前仍停留在理論上。

中國科學院院士李玉良深感由於中國原創性成果較少，中國學者在國際上學術地位較低，於是他和他的研究團隊決心要做具有中國“標籤”的碳材料，不過早期他們也很迷茫，畢竟當時實驗和檢測裝置都非常有限，不過他們始終沒有放棄初心。

經過反覆實驗他們首先獲得了具有sp雜化碳的聚丁二炔奈米線陣列，再結合化學反應和可控奈米結構生長等經驗，李院士帶領團隊提出了固液兩相銅表面催化偶聯新方法，並於2010年世界上首次透過化學法合成出一種新的碳同素異形體——石墨炔。這種全新材料具有sp、sp2雜化，碳材料家族從此誕生了一個新成員，這開拓了碳材料研究的新領域。

目前，石墨炔已經被中國科學院釋出的《2020研究前沿》列為化學與材料科學Top10前沿科技之一。

院士團隊獲中科院大獎意義重大

國納科技醬認為，此次李院士和他的團隊獲得2021年度中國科學院傑出科技成就獎，意義重大：

• 中國科學家開創了碳材料新的研究領域，十多年來一直引領該領域的科學研究，讓我們見識了中國科學家們的真實力，表明我們的科學家群體也是有能力做出原創、開創性工作，可以增強民族自豪感和科技強國的信心。
• 這顯然也代表一種態度，表明日後基礎、冷門科學研究將會越來越受到重視，這對於我們日後突破一眾卡脖子領域不可謂不重要。

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我是@國納科技醬，技術背景資深運營，百家匠心計劃簽約創作者，百家榜及優選計劃上榜創作者，紮根空淨/新材料/節能環保領域二十年，用冷靜、專業視角給你帶來不一樣的科學認知。