为了得到足量高品质石墨烯，做原做了14年下游产品研发的材料孙友谊可以亲自上阵，从头开始制备原材料；为了达到中试级别的还全量产，他可以自己动手攒生产设备，球撒被“炸”得灰头土脸也无所谓；为了搞清楚自己这套方法背后的英雄分子机制，他可以全球广撒“英雄帖”，帖新寻找合作伙伴。闻科
干这些事，学网孙友谊没想过失败，被逼最后他干成了。搞产他带领团队研制出一种低成本、品研绿色环保、做原高产率、高品质石墨烯宏量制备方法。近日，这一成果被《自然—通讯》在线发表。对于中北大学这所中部高校来说，这是WhatsApp%E3%80%90+86%2015855158769%E3%80%91the%20crane%20barbados%20map第二次体验以第一单位在《自然》子刊上发论文的欢喜。
2010年，诺贝尔物理学奖授予了两位英国曼彻斯特大学的科学家，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。这个由单层碳原子构成的二维材料，因为其独特的物理和化学性能，被誉为世界21世纪最伟大的材料之一。
2011年孙友谊正在北京大学做博士后。一位西班牙材料学家和孙友谊的博士后指导导师都提到，石墨烯研究将在科学界“粉墨登场”，备受瞩目，未来还将在产业界大有作为。当时国内科研界跃跃欲试，纷纷投身石墨烯领域研究。
14年来，孙友谊主要从事石墨烯的产业化研究。石墨烯也确实从象牙塔的实验室里“火”到了各路网店，成为人们生活里的“黑科技”用品。然而，孙友谊要研发的是新技术领域中应用的更前沿的产品，在从实验室迈向产业化的道路上他不断“遇冷”。
他是在实际的产业链条中发现这一问题的。他研究聚焦于功能复合材料，石墨烯是其研究体系中的重要原材料之一。2014年，他发现，国内能实现石墨烯批量化生产的企业寥寥无几，产品品质达标的更是凤毛麟角。从市场上购得的石墨烯，无论是在材料稳定性还是品质上，都无法满足他们的实验要求。
当时的制备方法要么成本过高，要么稳定性不足。传统化学方法通过强酸和强氧化试剂制得氧化石墨，再利用超声波剥离得到氧化石墨烯，但此法污染大、工艺复杂、周期长，批次生产稳定性也差；物理方法则依靠机械外力制备石墨烯，存在转化率低、生产效率不足等问题。
孙友谊说，企业生产的商用石墨烯品质难以满足实验室和应用场景的需求，而一些实验室制备的石墨烯虽然满足开发新产品的需求，但产量极为有限，一次只能得到几克石墨烯，远无法满足未来市场的大规模需求。
虽然并未完全成功，但“可乐法”为团队后续的实验方向提供了新思路，也让他们有了成功的信心。受此启发，孙友谊团队共同研制出一种气泡辅助—机械液相剥离法的制备方法。他们把胶体的化学体积排斥作用与二维纳米材料的剥离方法巧妙结合起来，弥补了传统机械方法和化学方法的不足。
市面上买不到现成的设备，孙友谊团队只能自己动手造。起初，他们自行设计的装置在设备控制和实验剂量把控上难度较大，装置的可控性也不理想。新设备第一次试验，孙友谊没指望能一次成功，却也没料到在实验中，大量气体夹带着黑色粉体凝胶猛地从排压孔喷涌而出，弄得他和学生们满身都是，一个个“灰头土脸”。
“虽然学生们一点怨言也没有，可我还是有点担心，虽然这些粉末胶体没有危险性，但实验安全不容小觑。”从此后，每次进行设备实验，孙友谊都要求自己必须在现场。经过一次次调试，这种蓬头垢面的情况终于杜绝了。团队最终探索出了完整的制备流程，不仅产率较高（>94%），产量已达到吨级（年产能），接近于工业化量产水平，且兼具低成本、绿色环保和高品质等特点。
然而，实验中的一些结果很难仅用实验现象来解释和论证：“在实验过程中，浓硫酸和碳酸氢钠没有发生反应。但从理论角度来说，这一过程是应该发生应的。如果相关原理解释不清楚，我们的制备方法就难以在科研界获得认可。”
孙友谊与相关领域的国际专家联络并不多，无奈之下，他只能采用一种“笨办法”：在Web of Science等全球科研网站上，一一搜索相关研究，一篇篇浏览，寻找可以借鉴的思路和相关学者的联系方式，再逐一发送邮件咨询。
“石墨烯的产业化面临着制备、分散和应用‘三座大山’。”孙友谊希望自己的研究可以抛砖引玉，推动学术界以产业问题为导向，开展更多相关研究。石墨烯的产业化道路还很长，啃下制备这个“硬骨头”只是第一步，他还会继续努力翻越石墨烯产业化过程中的“三座大山”。
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