陳成猛：石墨烯的守望者 | 「35歲以下科技創新35人」中國榜單專欄

自 1999 年起，《麻省理工科技評論》每年都會推出「35歲以下創新35人」（Innovators Under 35）榜單，旨在於全球範圍內評選出被認為最有才華、最具創新精神，以及最有可能改變世界的 35 位年輕技術創新者或企業家，共分為發明家、創業家、遠見者、人文關懷者及先鋒者五類。

2017 年，該全球權威榜單正式推出中國區評選，並已公布並首屆評選結果。現在，《麻省理工科技評論》正式開設「35歲以下創新35人」中國榜單專欄，以人物報道的形式幫助中文讀者了解這些來自中國的新生代科技力量。

陳成猛·發明家

石墨烯的守望者

獲獎年份：2017年

年齡：32 歲

職位：中國科學院山西煤炭化學研究所 副研究員

獲獎事由：堅守石墨烯研究十餘載，突破高品質石墨烯規模化製備技術，通過產學研合作走自主創新之路，打通石墨烯從原料、材料、器件到應用的創新鏈。

神奇材料石墨烯只有一層原子厚，是炭材料的基本結構單元。由於其十分良好的力學、導電、導熱和光學特性，在電子信息、航空航天、儲能和環保等領域都有巨大應用潛力。2004年，英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功分離出石墨烯，在科學界引起轟動，二人也因石墨烯方面的開創性研究於2010年獲得諾貝爾物理學獎。自此，石墨烯及相關應用的研究迎來了井噴。

我國的石墨烯研究始於2006年左右，那時石墨烯還只是材料人眼中的海市蜃樓，雖然看上去很美好，但無論從理論、製備還是應用來看，石墨烯研究都僅僅是初級階段，還未披上諾獎光環的石墨烯在國內其實並不受重視。

從2007年起，陳成猛在碳素領域前輩王茂章研究員指導下，在中國科學院山西煤炭化學研究所以碩士課題為起點開始研究石墨烯，2009年開始攻讀博士並於2011年赴德國馬普協會弗里茨哈伯研究所學習。2012年，陳成猛學成歸國，順利通過博士畢業答辯，並在27歲時被破格提拔為課題組長，創下了煤化所的歷史紀錄。

自此，風華正茂的陳成猛受命組建709課題組（石墨烯與新能源材料研究組），開展石墨烯的基礎科學研究、合成與應用技術開發。作為我國石墨烯首批研究者之一，他親歷了石墨烯從實驗室到產業化、從樣品到產品、從製備到應用的蛻變，也見證了國內石墨烯研究和行業發展的歷程。

2010年前，由於沒有規模化生產，市場上石墨烯多源自實驗室合成，每克粉體價格高達3000多元。性能雖十分誘人，但高昂的價格讓大多下游用戶望而卻步。因此，在課題組成立之初，陳成猛選擇了石墨烯製備作為主攻方向，這是石墨烯研究和產業發展的起點，也是制約石墨烯應用的瓶頸環節。

石墨烯是結構精細的二維納米材料，如何在可控的成本內製備高質量石墨烯材料難度很大，陳成猛選擇了經典的氧化還原法，這是一種先將石墨氧化插層合成氧化石墨中間體，再熱還原制石墨烯的方法。該方法簡單易行且原材料廣，與化工單元操作和粉體過程十分匹配，具備進一步放大的可行性。

然而石墨烯是全新的領域，國內外都沒有可供借鑒的工程化案例，所有的工藝和裝備都必須自己摸索。在陳成猛的帶領下，團隊與晉能集團合作，突破了石墨烯製備工程化技術，解決了中間體分離純化和連續膨化炭化等多個工藝和裝備難題。2014年底，噸級石墨烯中試線在太原投產，一舉將石墨烯的生產成本從每克500元降至20元。材料終於出來了，而另一個挑戰又擺在面前，那就是怎麼去用？因為對於石墨烯這種新材料，其應用尚不成熟，市場也亟待培育。

因此，他們不僅要供給用戶一流的材料，還要提供配套的應用解決方案。於是，陳成猛的709課題組與山西三維合作，打造了新型儲能器件中試平台，通過系統集成打通了石墨烯從原料、材料、器件到應用的創新鏈，組裝了新型的石墨烯增強超級電容單體和模組，僅添加2wt%的石墨烯，就將儲能能量和功率密度分別提升了30%和40%。

石墨烯在學術界的熱潮依然高漲，諾獎加身更令其光芒閃耀。而歷經十餘年間我國科學家的奮鬥，我國在石墨烯上的研究已位列世界先進水平，論文發表數量居世界首位。但是，石墨烯研究與應用之間依然存在著斷層，也面臨「文章一大片，材料看不見」的窘境。

而作為我國石墨烯科研國家隊的領軍人物之一，陳成猛特別注重材料的應用基礎研究。他認為，石墨烯應用存在「木桶效應」，我們不能只看材料特性的長板，更應關注那些制約商業化應用的短板。只有立足實際應用，通過技術創新打通產業與市場的通路，實現產業落地，才能真正讓石墨烯服務於中國和世界。