坐在辦公室里，34歲的廈門(mén)大學(xué)物理系主任蔡偉偉演示著石墨烯透明電極的手機(jī)觸摸屏。他自信滿(mǎn)滿(mǎn)地透露，新一輪觸摸屏革命正蓄勢(shì)待發(fā)，不遠(yuǎn)的將來(lái)，目前主流的觸摸屏材料氧化銦錫（ITO）將會(huì)被石墨烯所替代。
首創(chuàng)石墨烯化學(xué)制備法
石墨烯是集全世界最薄、最硬、導(dǎo)電性能最好、導(dǎo)熱能力最強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)于一體的新材料。在蔡偉偉的眼中，石墨烯非常神奇：“平時(shí)難以看到的新奇物理現(xiàn)象都可以在這種材料上觀察到，比如量子霍爾效應(yīng)。”
2006年在美國(guó)西北大學(xué)做訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者時(shí)，蔡偉偉開(kāi)始接觸石墨烯。隨后，他跟隨導(dǎo)師Rodney S. Ruoff教授的課題組繼續(xù)在美國(guó)德州大學(xué)Austin分校機(jī)械系做博士后研究。
石墨烯被世界矚目始自2010年，當(dāng)年的諾貝爾物理獎(jiǎng)得主正是石墨烯材料的發(fā)明者。國(guó)家工信部發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》將石墨烯作為前沿新材料之一。業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模未來(lái)能達(dá)到萬(wàn)億元以上。
“石墨烯可以被應(yīng)用在復(fù)合材料、電池/超級(jí)電容、儲(chǔ)氫材料、場(chǎng)發(fā)射材料以及超靈敏傳感器等領(lǐng)域。最接近產(chǎn)業(yè)化的研究就包括手機(jī)觸控屏技術(shù)，它完全可以替代現(xiàn)有的手機(jī)觸摸屏材料氧化銦錫。”在這方面，蔡偉偉已經(jīng)取得了多項(xiàng)成果。
2009年，他和同事開(kāi)發(fā)出化學(xué)氣相沉積法制備石墨烯，相關(guān)成果發(fā)表在《science》雜志上。同年他又在《Applied Physics letters（應(yīng)用物理快報(bào)）》刊物上發(fā)表世界上第一篇關(guān)于石墨烯做成透明導(dǎo)電電極的論文。
回國(guó)邁出創(chuàng)業(yè)第一步
2010年結(jié)束博士后研究后，蔡偉偉立即回國(guó)發(fā)展，成為廈門(mén)大學(xué)物理系的閩江特聘教授、博士生導(dǎo)師。
蔡偉偉坦言：“學(xué)校、政府重視青年人才，推出許多優(yōu)惠政策。從2010年至今，系里就引進(jìn)國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的青年人才近30人，一支富有朝氣的科研團(tuán)隊(duì)正在成型。”
回國(guó)3年多，蔡偉偉完成實(shí)驗(yàn)室和科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)，并在石墨烯制備、表征方面發(fā)表了10余篇有影響力的文章。同時(shí)，他還主持國(guó)家自然科學(xué)基金委青年科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目等4項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省級(jí)課題，以及3項(xiàng)企業(yè)橫向課題。2013年，蔡偉偉入選首屆中央組織部“青年拔尖人才計(jì)劃”，成為廈門(mén)大學(xué)物理系史上最年輕的系主任。
早在2009年，蔡偉偉就率先研究出用氣相沉積法制備石墨烯的生產(chǎn)工藝。回國(guó)后他在科技成果轉(zhuǎn)化上跨出創(chuàng)業(yè)的第一步。他與劉長(zhǎng)江、連榕、龐婓、張盈利等人組成的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)注冊(cè)成立廈門(mén)烯成新材料科技有限公司，2013年5月，公司落戶(hù)廈門(mén)火炬創(chuàng)業(yè)園區(qū)。
這是國(guó)內(nèi)首家專(zhuān)業(yè)研發(fā)與銷(xiāo)售石墨烯化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的高科技企業(yè)，目前公司建立兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室，2013年?duì)I業(yè)額超過(guò)500萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)當(dāng)年贏利。
對(duì)于石墨烯的觸控屏技術(shù)，蔡偉偉及其團(tuán)隊(duì)覺(jué)得前景看好，特別是福建省目前觸控屏產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過(guò)200億元，而且產(chǎn)業(yè)鏈比較完整。他們正在嘗試突破制造出大尺寸單層石墨烯的技術(shù)壁壘。目前他們研發(fā)的石墨烯透明電極可應(yīng)用于電阻觸摸屏上，最大尺寸達(dá)到一張A3紙大小。
“日本壟斷ITO的制備核心技術(shù)，因此掌握著智能手機(jī)觸控屏市場(chǎng)話(huà)語(yǔ)權(quán)。”對(duì)于未來(lái)，蔡偉偉充滿(mǎn)期待，“從原材料開(kāi)始就把自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)抓在手里，我國(guó)石墨烯透明電極的研究推廣如果成功，將打破這樣的格局。”
