以石墨烯為代表的二維材料，被譽為21世紀的超級材料，有望發(fā)展成為下一個萬億級的產(chǎn)業(yè)。2014年，黑磷作為二維材料領(lǐng)域的一顆新星，它的橫空出世迅速引起了國內(nèi)外科學界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛興趣。從最初的晶體管，到后來的光電子器件，再到催化、能源、生物醫(yī)學等領(lǐng)域，黑磷展現(xiàn)出廣闊而巨大的應(yīng)用前景。

“我們已經(jīng)在黑磷晶體制備技術(shù)領(lǐng)域首次實現(xiàn)單管50克的新突破?！比涨?，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院（以下簡稱中科院深圳先進院）研究員喻學鋒在接受《中國科學報》采訪時表示，“選擇研究黑磷這一新材料，我們是認真的，不只是為了發(fā)論文，更希望將這一新材料推廣實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?！?/span>

“別人重論文，我們重應(yīng)用”

2014年，喻學鋒決定放棄大學里安穩(wěn)的工作和生活，南下深圳從事新材料研究?！爱斈辏诹兹允恰裨谏惩料挛幢话l(fā)掘的黑金’?！庇鲗W鋒回憶道，那時候國內(nèi)外都是剛開始關(guān)注黑磷這一新材料。

2014年也是我國黑磷基礎(chǔ)研究發(fā)展的關(guān)鍵一年，先后有多個科研團隊在《自然》子刊就黑磷研究發(fā)表重要的成果文章。喻學鋒告訴記者：“我們是國際上最早一批從事黑磷研究的團隊，并且我們在研究之初就明確地告訴自己，不僅要發(fā)論文，還要將黑磷做到產(chǎn)業(yè)化。”

懷著這樣的目標，喻學鋒帶領(lǐng)團隊先從基礎(chǔ)研究做起。2015年，喻學鋒與香港城市大學教授朱劍豪等合作，先后高效制備出黑磷量子點和黑磷納米片，在國際上首次解決了黑磷的穩(wěn)定性難題。相關(guān)研究論文連續(xù)發(fā)表在國際權(quán)威刊物《德國應(yīng)用化學》上，并被選為封面報道及熱點文章。

緊接著，喻學鋒團隊圍繞著黑磷的可控制備、界面調(diào)控和應(yīng)用拓展，多篇重要成果先后于《自然》子刊等刊物發(fā)表。今年，在黑磷的光催化技術(shù)方面，喻學鋒團隊成功制備出黑磷/鉑、黑磷/氮化碳等系列光催化劑，比當前光催化劑具有更高的太陽光利用率和效率，在太陽光驅(qū)動的有機催化反應(yīng)和光催化產(chǎn)氫等方面展現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景，相關(guān)研究成果發(fā)表在材料領(lǐng)域的權(quán)威刊物《先進材料》和《先進科學》上。

“發(fā)文章不是我們的最終目的，別人重論文，我們重應(yīng)用?！庇鲗W鋒心里比誰都清楚，“但要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，必須要有過硬的理論研究基礎(chǔ)?！?/span>

由于一開始就瞄準黑磷的應(yīng)用研究，到2016年，喻學鋒團隊已經(jīng)掌握了相對成熟的黑磷制備和界面調(diào)控技術(shù)，成功制備出高穩(wěn)定性黑磷，為黑磷的規(guī)?；苽浜蛻?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

“成立公司我們是被動的”

“團隊在黑磷研究領(lǐng)域的動靜先后吸引了國內(nèi)多家化工龍頭企業(yè)的關(guān)注?！庇鲗W鋒告訴記者，“由于雙方理念一致，我們很快就確定了黑磷產(chǎn)業(yè)化合作的對象——湖北興發(fā)集團?！?/span>

2016年8月，中科院深圳先進院產(chǎn)業(yè)化全資子公司深圳中科先進投資管理有限公司與湖北興發(fā)集團、重慶中科渝礦創(chuàng)業(yè)孵化器有限公司合作，三方?jīng)Q定共同投資組建湖北中科墨磷科技有限公司。

“成立公司，其實我們是被動的?！庇鲗W鋒表示，與湖北興發(fā)集團的合作，最初源于中科院深圳先進院為黑磷成果召開的專場對接會。“通過成果、市場、產(chǎn)業(yè)、人才、宣傳等創(chuàng)新資源的大協(xié)同，中科院深圳先進院建立起了科研人員與市場的無縫對接，就這樣不知不覺中，我們的黑磷制備技術(shù)走上了自己的產(chǎn)業(yè)化之路?！?/span>

今年4月，湖北興發(fā)集團董事長李國璋專程前往中科院深圳先進院參加了黑磷聯(lián)合實驗室的年度總結(jié)會。喻學鋒介紹道，我們前期部分產(chǎn)品已經(jīng)完成了小試，下一步將要開展中試，進一步降低黑磷制備的價格和成本。

喻學鋒自己就是湖北人，跟湖北興發(fā)集團的合作，他頗有感慨：“能將技術(shù)在家鄉(xiāng)落地也是我的心愿。后續(xù)我們還將合作開發(fā)高附加值的黑磷新材料產(chǎn)品?！?/span>

發(fā)掘產(chǎn)品的高附加值

因采用太陽能電解水制氫的過程沒有碳排放，以清潔環(huán)保著稱的氫能源備受關(guān)注。為此，喻學鋒團隊成功制備出的系列黑磷復(fù)合光催化劑，在清潔能源、工業(yè)催化等方面無疑應(yīng)用前景巨大。

除了催化劑，喻學鋒團隊還圍繞黑磷材料開展多類型新產(chǎn)品的嘗試，包括光電子器件、生物醫(yī)學等多個應(yīng)用領(lǐng)域。“我國磷礦儲量居世界第2位，但當前磷化工產(chǎn)品的附加值普遍較低，黑磷的出現(xiàn)為磷化工產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型帶來了新的希望?！?/span>

喻學鋒團隊要做的就是改變磷化工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀?！皬男≡嚨街性嚕俚酱笠?guī)模制備，我們將學術(shù)和應(yīng)用深入結(jié)合，推動黑磷制備和應(yīng)用技術(shù)的不斷前進。”

“做產(chǎn)業(yè)化跟單純做科研發(fā)論文不一樣。”喻學鋒感嘆道，“作為一種底層原材料，黑磷的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)不僅難度大，而且沒有可以參考和借鑒的經(jīng)驗，需要自己發(fā)現(xiàn)問題，并尋找解決方案?！?/span>

要實現(xiàn)黑磷的產(chǎn)業(yè)化，就需要放大生產(chǎn)?！傲自胤浅；顫?，控制不好就可能出現(xiàn)危險，因此，我們還需要開發(fā)出一套規(guī)范的生產(chǎn)工藝流程?！庇鲗W鋒指出，“生產(chǎn)工藝放大的問題得到解決，意味著我們向黑磷的產(chǎn)業(yè)化進程又進了一大步?！?/span>

而在產(chǎn)業(yè)化推廣的進程中，得到中科院STS雙創(chuàng)引導(dǎo)項目給予的支持，讓喻學鋒信心倍增：“中科院是我們堅強的后盾，不僅幫助我們建立了團隊，還幫助我們成功對接產(chǎn)業(yè)和資本，在這些幫助下，未來我們有信心成為黑磷行業(yè)的引領(lǐng)者?！?/span>

除了跟湖北興發(fā)集團的合作，喻學鋒團隊還在深圳成立了一家子公司。“我們希望這家公司能提供高質(zhì)量的科研級黑磷產(chǎn)品，做好原材料的攻關(guān)，進一步推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！?/span>