李景虹院士:让“新材料之王”石墨烯走进百姓生活

发布日期: 2022-06-21 浏览次数:0
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李景虹,中国科学院院士,中科智库首批入库专家兼审核委员会委员,分析化学专家,清华大学化学系教授、博士生导师、分析化学所所长。

李景虹长期从事分析化学研究,在电分析化学、生物电化学、单细胞分析化学及纳米电化学领域的研究方面取得系统性创新成果。提出离子液体三电极电化学测量新方法,精准测量并发现了石墨烯超低量子电容,为石墨烯电分析化学提供了理论基础,提出和发展了石墨烯电分析化学新领域;提出了石墨烯-荧光分子能量转移分析方法,为石墨烯生物细胞分析新领域提供方法学基础和实验标准。

从秸秆、玉米芯中提取石墨烯

石墨烯是目前已知最薄的材料,有人预言,石墨烯有望让“薄得像纸一样的透明手机”“像衬衣一样的防弹衣”等科幻产品成为现实。许多专家称之为“改变21世纪的材料”。李景虹认为,石墨烯兼具多种独特性能。比如,石墨烯具有超高的导电性,迁移率是硅的100倍;导热性能优于碳纳米管,有望成为未来超大规模纳米集成电路的散热材料;比金刚石坚硬,还有极高的透光率;极高的比表面积,有望成为潜力巨大的储能材料等。

2006年,李景虹团队开始石墨烯电化学规律的研究,围绕石墨烯电化学、生物传感及细胞成像新方法开展了系统深入的创新性研究。该项目系统研究了石墨烯界面电子转移规律,建立了高灵敏和高选择性的石墨烯电化学生物传感新方法。

近几年,李景虹又开始研究让“新材料之王”石墨烯融入百姓生活的方法——从秸秆、玉米芯中提取石墨烯。他说,秸秆中提取石墨烯是创新之举。不仅利用农废产品加工变废为宝,减少了秸秆焚烧对环境的破坏;还解决了用于纺织的石墨烯大规模生产问题。但是李景虹强调,石墨烯材料从整体上尚处于研发阶段,在不同领域产生具体产品的时间有早有晚。目前,石墨烯已经作为新材料纳入“十三五”国家战略性新兴产业发展规划中。我国已形成多个石墨烯产业集群,并不断壮大。

让塑料回收有利可图

目前,大部分沿海地区受到塑料碎片污染,全球已有233种海洋生物消化道内存在微塑料颗粒。世界塑料产量在60年内从200万吨飙升至3.48亿吨,废旧塑料垃圾总量也与日俱增。塑料污染已严重威胁到了人类的健康和生态安全。李景虹说,虽然国际上已有多个针对大型塑料污染问题的协议,但仍不足以遏制海洋塑料污染。他认为,要想减少塑料污染就要先处理废旧塑料垃圾。而废塑料化学循环是处理废旧塑料垃圾的有效途径。

李景虹称,废塑料化学循环不仅可以“吃掉”物理回收吃不掉的塑料废料,提高资源综合利用率,变废为宝。还有助于减少化石原料的消耗,减少二氧化碳的排放。他建议应从顶层设计上,明确化学循环是塑料废弃物综合管理体系的一部分,设立一批废塑料化学循环示范工程,鼓励并规范化学循环产品的终端应用。

与此同时,李景虹建议可以出台一些标准,如农业塑料薄膜、塑料袋和其他塑料包装的相关标准;塑料处理企业的尾水和大气排放标准;可生物降解塑料的认定标准;城镇和工业污水处理厂尾水微塑料排放标准等。“还可以加强国际合作,使塑料回收变得‘有利可图’。”

建立危险化学品监管数字平台

高校实验室安全问题引起了李景虹的关注。近几年,我国高校发生的各类实验室安全事故共14543起,死亡29人。李景虹调研发现,比如高校危化品存在非法配送现象,对于供应商资质审查不严格;高校危化品采购来源复杂;高校实验室存放的危化品种类多、数量大,且未严格按要求存储。

李景虹建议,以高校危化品供需为切入口,建立地区统一的危化品供需信息平台以及实验室数字管理平台,鼓励和引导危化品企业进入平台交易。综合利用电子标签、大数据、人工智能等高新技术,对各环节进行全过程移动式信息化监管,实现危险化学品来源可循、去向可溯、状态可控。

除此以外,还要严格审核平台用户(供应商、采购商、承运方等),与监管部门经营单位许可系统进行数据互通,实现危险化学品交易、仓储、配送实时监控和统一监管。 


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李景虹院士和学生在一起

 

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李景虹院士简介

李景虹,中国科学院院士,中科智库首批入库专家兼审核委员会委员,分析化学专家,清华大学化学系教授、博士生导师、分析化学所所长。

 李景虹长期从事分析化学研究,在电分析化学、生物电化学、单细胞分析化学及纳米电化学领域的研究方面取得系统性创新成果。提出离子液体三电极电化学测量新方法,精准测量并发现了石墨烯超低量子电容,为石墨烯电分析化学提供了理论基础,提出和发展了石墨烯电分析化学新领域;提出了石墨烯-荧光分子能量转移分析方法,为石墨烯生物细胞分析新领域提供方法学基础和实验标准。

 曾获国家自然科学奖、中国分析测试协会科学技术奖、中国化学会-巴斯夫青年知识创新奖、教育部高等学校自然科学奖、第八届药明康德生命化学研究奖、国家杰出青年科学基金、中国科学院百人计划。发表SCI论文300余篇,被引用超4.6万次。