卢红斌——复旦大学高分子科学系教授

专家信息：

卢红斌，复旦大学高分子科学系教授，博士生导师。研究工作主要集中于聚合物纳米复合材料的制备与应用，尤其是石墨烯及其复合材料在结构、能源及功能方面的应用，创新性地提出了低成本、可规模化石墨烯及一系列高性能复合材料的制备技术。

教育及工作经历：

1990年毕业于北京理工大学精细化工专业。

1996年4月毕业于北京理工大学化学化工学院，获含能材料工学硕士学位。

1999年12月毕业于中科院长春应用化学所获高分子化学与物理理学博士学位。

2000年1月～2001年12月在复旦大学高分子科学系杨玉良教授指导下从事通用高分子材料高性能化的博士后研究。

2001年12月～2004年7月在美国University of Southern California材料科学系Steven Nutt教授指导下从事聚合物纳米复合材料的博士后研究。

2004-2012 复旦大学高分子科学系 副教授。

2012-至今 复旦大学高分子科学系 教授、博导。

学术兼职及社会任职：

1. 美国化学会（J. Am. Chem. Soc.、Chem. Mater.、Macromolecules etc.）期刊的审稿人。

2. 英国皇家化学会（Chem. Comm.、J Mater. Chem.、Soft Matter etc.）、Polymer、Composites Science and Technology、John & Wiley （Advanced Materials、Small、Macromol. Rapid Comm. etc.）期刊的审稿人。

3. 中国科学、高等学校化学学报、物理学报、高分子学报期刊的审稿人。

主讲课程：

材料仿生与演化（本科生通识选修课程）

智能高分子 （高年级本科生专业选修课）

仪器分析与物理化学实验（本科生实验基础课）

培养研究生情况：

已毕业的学生

博士生

方明（Dupont）

谢龙（宝钢研究院）

硕士生

杨子平（奎克化学）

周晓辉（斯伦贝谢）

安力（联合利华）

陈红刚（联合利华）

潘永正（Nanyang Technological University）

冯玉婷 (上海五行材料科技公司)

桑泳 (上海纳诺微新材料科技公司)

王开刚

本科生

邬晨嵘

许玥（Australia）

肖龙玺（Delware University）

沈家林（Stanford University）

沈希文

安霏飞

王思之

秦子凯

邹德刚（苏州大讲堂）

张甄

严丹华（Stony Brook）

王一凡

南玉龙 

研究方向：

1.聚合物纳米复合材料

界面工程、纳米结构及其结构性能相关性。

仿生与功能性聚合物复合材料。

2.先进碳基材料及其复合材料

碳纤维、石墨烯、碳纳米管的制备及性能优化。

聚合物复合材料成型加工新技术。

3. 高分子动力学

聚合物及其复合材料的玻璃化转变。

聚合物熔体、溶液及悬浮液流变学。

承担科研项目情况：

先后承担973和863子课题、自然科学基金、上海市重点基础研究、上海市纳米专项等十余项课题。

资料更新中…… 

科研成果：

1．建立了可控调节石墨烯–高分子基体界面结构的新技术，为实现高性能石墨烯复合材料的发展提供可能

高性能石墨烯复合材料的发展必须建立石墨烯表面的修饰改性技术。卢红斌研究团队2009年首次提出了在石墨烯表面可控结合高分子链的新方法，近年这一方法已成为各主要世界顶级化学和材料综述期刊论文广泛引用的重要成果，目前累计他人引用近500次。

2．提出制备高石墨烯含量水相糊料解决石墨烯的储存和运输难题

石墨烯具有极大的比表面积（理论值为2630 m2/g）和极小的堆砌密度，例如三维的石墨烯泡沫结构仅为2.1×10-3 g/cm3，这给石墨烯的存储、使用和运输带来极大困难。为解决这一难题，将石墨烯分散于溶剂中是一种可行的途径，但即使是最能够分散石墨烯的有机溶剂（N-甲基吡咯烷酮，NMP），分散度也只能达到1 mg/mL。卢红斌研究团队研究提出一种新方法，石墨烯可以100 mg/mL甚至更高的浓度分散于水相中，石墨烯可以非常简单地通过搅拌分散于水中，并保持其单片形态。

3．提出构建热固性环氧树脂层次中间相结构的新方法

热固性环氧树脂是许多复合材料的基体树脂，在航空航天、风电、船舶、轨道交通、体育器材等各个领域有广泛应用。然而，环氧树脂本身是脆性的，且为满足需要往往要进行填充增强和增韧。石墨烯能够赋予环氧树脂以高的力学强度、韧性、电导率、热导率，因而是理想的功能性改性填料。然而，石墨烯自身无法很好地与环氧相容，实现均匀混合。研究团队创新性地提出在石墨烯–环氧树脂之间构建层次结构的新方法，这使得复合材料的综合性能实现了最大化。

4．提出在热塑性聚氨酯弹性体中构建隐含长度和牺牲键，实现高强度、高韧性弹性体制备新技术

聚氨酯因其良好的力学性质和耐候性等优良性能在粘结剂、涂料、工程结构部件等领域广泛应用，添加石墨烯对聚氨酯进行改性可以提高其力学强度，增强阻燃型，改善气体隔阻性，但石墨烯的加入往往也会导致聚氨酯固有柔韧性质的损失。为改进热塑性聚合物的各种性能，建立有效的石墨烯–聚合物之间的界面结构是极为关键的。卢红斌研究团队提出了新颖的、具有仿生特征的中间相构造方法，实现了热塑性聚合物力学性能的全面提升，同时也为除聚氨酯以外的其他热塑性聚合物的性能优化提供了有效途径。

5．提出通过聚合物辅助制备可控尺寸单层石墨烯的制备新技术

石墨烯片层尺寸对于石墨烯基复合材料的性能优化是至关重要的。如何建立规模化裁剪石墨烯尺寸的有效方法是实现石墨烯复合材料商业化应用的关键环节之一。基于多年石墨烯剥离和官能化研究经验，卢红斌研究团队首次提出采用聚合物辅助裁剪单层石墨烯片层的有效方法。该方法简便易行，可根据基体树脂类型的不同进行适当扩展，并应用于石墨烯浆料和母粒的制备。

6．提出利用“协同自组织”技术制备多功能超疏水薄膜

卢红斌研究团队建立了采用“协同自组织”技术在几分钟内形成表面多功能薄膜的有效方法，形成的薄膜不仅具有良好的超疏水性质，同时还可应用于电磁屏蔽、油水分离等多种用途，且形成的薄膜是多孔性的，具有轻质、功能多样等特点。该方法可方便拓展其他功能性薄膜制备，包括磁性超疏水薄膜、感应性超疏水薄膜等，在船舶、建筑、国防以及航空航天等诸多领域有广阔的应用前景。

发明专利：

1. 安力，卢红斌，杨玉良，一种芳香族二胺修饰的纳米凹凸棒的制备方法，专利号：ZL 2007 1 0040487.6，专利证书：第486740号。

 

在Journal of Materials Chemistry、Macromolecules、Macromolecular Rapid Communications等杂志发表论文30余篇。

发表英文论文：

1.Dong L, Lin S, Yang L, Zhang JJ, Yang C, Yang D, Lu HB*. Spontaneous Exfoliation and Tailoring of MoS2 in Mixed Solvents, Chem. Commun. 2014, 50(100): 15936-15939.

2.Chen ZX, Huang T, Jin BC, Hu JT, Lu HB*, Nutt S. High Yield Synthesis of Single-layer Graphene Microsheets with Dimensional Control, Carbon 2014, 68: 167-174.

3.Chen ZX, Dong L, Yang D*, Lu HB*, Superhydrophobic Graphene-Based Materials: Surface Construction and Functional Applications, Adv. Mater., 2013, 25(37): 5352-5359.

4.Dong L, Chen ZX, Yang D*, Lu HB*, Hierarchically Structured Graphene-Based Supercapacitor Electrodes, RSC Advances, 2013, 3: 21183-21191.

5.Lu HB*, Chen ZX, Ma C, Bioinspired Bioinspired Approaches for Optimizing the Strength and Toughness of Graphene-Based Polymer Nanocomposites, J. Mater. Chem., 2012, 22(32): 16182-16190.

6.Zhou XH, Chen ZX, Yan DH, Lu HB*, Deposition of Fe-Ni Nanoparticles on Polyethylenimine-Decorated Graphene Oxide and Application in Catalytic Dehydrogeneration of Ammonia Borane, J. Mater. Chem., 2012, 22 (27): 13506 - 13516.

7.Chen ZX, Lu HB*, Constructing Sacrificial Bonds and Hidden Lengths for Ductile Graphene/Polyurethane Elastomers with Improved Strength and Toughness, J. Mater. Chem., 2012, 22(25): 12479-12490.

8.Fang M, Chen ZX, Wang SZ, Lu HB*, Deposition of Metal Nanoparticles on Graphene Polyelectrolyte Brushes, Nanotechnology, 2012, 23(8): 085704.

9.Fang M, Tang ZY, Lu HB*, Nutt S, Multifunctional superhydrophobic composite films from a synergistic self-organization process, J. Mater. Chem., 2012, 22(1): 109-114.

10.Fang M, Zhang Z, Li JF, Zhang HD, Lu HB*, Yang YL, Constructing Hierarchical Interphase for Strong and Tough Epoxy Nanocomposites via Amine-Rich Surfaces, J. Mater. Chem., 2010, 20(43): 9635-9643.

11. Zhongxin Chen, Lei Dong, Dong Yang*, Hongbin Lu*, Superhydrophobic Graphene-Based Materials: Surface Construction and Functional Applications, Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201302804.

12. Lei Dong, Zhongxin Chen, Dong Yang*, Hongbin Lu*, Hierarchically Structured Graphene-Based Supercapacitor Electrodes, RSC Advances, DOI: 10.1039/C3RA44357D.

13. Ziping Yang, Hongbin Lu*, Non-isothermal Crystallization Behaviors of Poly(3-hexylthiophene)/ Reduced Graphene Oxide Nanocomposites, Journal of Applied Polymer Science, 2013,128(1):802-810.

14. Ming He , Jing Ge , Zhiqun Lin , Xuhui Feng , Xinwei Wang , Hongbin Lu , Yuliang Yang and Feng Qiu,Thermopower enhancement in conducting polymer nanocomposites via carrier energy scattering at the organic–inorganic semiconductor interface, Energy Environ. Sci., 2012,5, 8351-8358.

15. Chen Ma, Zhongxin Chen, Ming Fang, Hongbin Lu*, Controlled Synthesis of Graphene Sheets with Tunable Sizes by Hydrothermal Cutting, Journal of Nanoparticle Research, 2012,14:996, DOI 10.1007/s11051-012-0996-0.

16. Hongbin Lu*, Zhongxin Chen, Chen Ma, Bioinspired Bioinspired Approaches for Optimizing the Strength and Toughness of Graphene-Based Polymer Nanocomposites, Journal of Materials Chemistry,2012, 22(32), 16182-16190.

17. Xiaohui Zhou, Zhongxin Chen, Danhua Yan, Hongbin Lu*, Deposition of Fe-Ni Nanoparticles on Polyethylenimine-Decorated Graphene Oxide and Application in Catalytic Dehydrogeneration of Ammonia Borane, Journal of Materials Chemistry, 2012, 22 (27), 13506 - 13516.

18. Zhongxin Chen, Hongbin Lu*, Constructing Sacrificial Bonds and Hidden Lengths for Ductile Graphene/Polyurethane Elastomers with Improved Strength and Toughness, Journal of Materials Chemistry, 2012, 22(25),12479 – 12490 (Cover Article).

19. Ming Fang, Zhongxin Chen, Sizhi Wang, Hongbin Lu*, Deposition of Metal Nanoparticles on Graphene Polyelectrolyte Brushes, Nanotechnology, 2012, 23, 085704.

20. Ming Fang, Zhiyong Tang, Hongbin Lu*, Steven Nutt, Multifunctional superhydrophobic composite films from a synergistic self-organization process, Journal of Materials Chemistry, 2012, 22, 109-114.

21. Ming Fang, Zhen Zhang, Jianfeng Li, Hongdong Zhang, Hongbin Lu* Yuliang Yang, Constructing Hierarchical Interphase for Strong Tough Epoxy Nanocomposites via Amine-Rich Surfaces,Journal of Materials Chemistry, 2010, 20, 9635-9643.

22. Ming Fang, Kaigang Wang, Hongbin Lu*, Yuliang Yang Steven Nutt, Single-Layer Graphene Nanosheets with Covalently Grafting of Polymer Chains, Journal of Materials Chemistry 2010, 20, 1982-1992.

23. Ming Fang, Kaigang Wang, Hongbin Lu*, Yuliang Yang Steven Nutt, Covalent Polymer Functionalization of Graphene Nanosheets, Journal of Materials Chemistry 2009,19, 7098-7105.

24. Yongzheng Pan, Li An, Yue Xu, Hongbin Lu*, Yuliang Yang*, Wei Chen Steven Nutt, Hybrid Network Structure Mechanical Properties of Rod-like Silicate/Cyanate Ester Nanocomposites, Macromolecules, 2008, 41(23), 9245-9258.

25. Wei Chen*, Hongbin Lu Steven Nutt, The influence of functionalized MWCNT reinforcement on the thermomechanical properties morphology of epoxy nanocomposites, Composites Science Technology, 2008, 68(12), 2535-2542.

26. Li An,Yongzheng Pan, Honggang Chen, Xiwen Shen, Hongbin Lu*,Yuliang Yang*, Rod-Like Silicate/Polyimide Nanocomposites with Simultaneously Improved Strength, Toughness, Thermal Stability and Related Mechanisms. Journal of Materials Chemistry, 2008, 18(41), 4928-4941.

27. Long Xie, Feng Xu, Feng Qiu, Hongbin Lu*, Yuliang Yang*, Single-Walled Carbon Nanotubes Functionalized with High Bonding Density of Polymer Layers and Enhanced Mechanical Properties of Composites, Macromolecules, 2007, 40, 3296-3305 (Most-Accessed Articles 排名第11位(2007年4-6月)，美国化学会网站www.acs.org列为Heart Cut文章并专文介绍).

28. Honggang Chen, Long Xie, Hongbin Lu*, Yuliang Yang, Ultra-Low-k Polyimide hybrid Films vis Copolymerization of polyimide Polyoxometalates, Journal of Materials Chemistry, 2007, 17(13): 1258-1261.

29. Haiqiao Wang, Huangfang Wang, Hongbin Lu, Chunliang Lu, Xiaoyue Li, Synthesis of a Novel Blue Light-emitting Hyperbranched Polymer, Chemical Journal of Chinese Universities, 2007, 28(2), 388-390.

30. Xiaojun Wang, Jianfeng Xia, Junpo He*, Fengping Yu, Ang Li, Jiangtao Xu, Hongbin Lu, and Yuliang Yang, Synthesis and Characterization of ABC-type Star and Linear Block Copolymers of Styrene, Isoprene, and 1,3-Cyclohexadiene, Macromolecules, 2006, 39, 6898-6904.

31. Xueqin Chen, Jiajing Xu, Hongbin Lu*, Yuliang Yang*, Crystallization Kinetics of Attpulgite/PBT Nanocomposites, Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics,2006, 44, 2112-2121.

32. Hongbin Lu, Hongbin Shen, Zhenlun Song, Katherine S. Shing, Tao Wei, Steven Nutt, “Rodlike Silicate-Epoxy Nanocomposites”,Macromolecular Rapid Communications 2005,26(18):1445-1450.（Cover paper）

33. Hongbin Lu, Steven Nutt, “Restricted Relaxation in Polymer Nanocomposites near the Glass Transition”,Macromolecules, 2003, 36(11): 4010-4016.

34. Hongbin Lu, Steven Nutt, “Enthalpy Relaxation in Layered Silicate-Epoxy Nanocomposites”, Macromolecular Chemistry and Physics, 2003,204:1832-1841.（Cover Paper）

35. Hongbin Lu, Steven Nutt, “Cold Crystallization Kinetics of Syndiotactic Polystyrene”, Journal of Applied Polymer Science,2003, 89(13):3464-3470.

36. Hongbin Lu, Jinliang Qiao, Yuliang Yang, “Effect of isotacticity distribution on crystallization kinetics of polypropylene”, Polymer International, 2002, 51(12): 1304-1309.

37. Hongbin Lu, Jinliang Qiao, Yibin Xu, Yuliang Yang, “Effect of isotacticity distribution on the crystallization and melting behavior of polypropylene”, Journal of Applied Polymer Science, 2002, 85(2):333-341.

38. Hongbin Lu, Jiang Zhou, Tianbai He, “Diffusion-limited kinetics modeling of one-step polyimide formation”, Journal of Applied Polymer Science, 2001, 79(11): 2052-2059.

39. Qinghui Chu, Hongbin Lu, Tianbai He, Mengxian Ding, Polymer Bulletin, 2000, 43(6): 471-475.

发表中文论文：

1. 聚合物纳米复合材料研究中的成功与挑战 卢红斌;杨玉良 “高分子科学前沿与进展”一书第八篇中的一章） 董建华主编 2006年 科学出版社 北京 2006。

2. 支化聚合物熔体的流变特性 卢红斌;杨玉良 高分子通报 2002, 1: 16-23.

3. 填充聚合物熔体的流变学 卢红斌;杨玉良 高分子通报 2001,6: 18-26.

4. 聚合物热聚合反应的动力学模拟 卢红斌;周江;何天白 ，高分子材料科学与工程，2001, 17(3): 98-101

5. 聚合物反应加工的化学流变学模拟 卢红斌;周江;何天白 高分子材料科学与工程，2001, 17(4): 12-15.

6. 聚酰亚胺形成的反应动力学进展 卢红斌;何天白 高分子材料科学与工程，2000,16(5): 9-12.

7. 聚合物模压成型加工的计算机模拟（第15章），聚合物的成型加工 卢红斌;何天白，化学工业出版社 北京 2000。

8. NEPE推进剂的动态力学分析 田林祥;卢红斌 北京理工大学学报 1995,15(6)：49-51。

9. 石墨烯-聚苯胺超级电容器 陈仲欣;卢红斌 高等学校化学学报 2013, 34(9), 2020-2033.

10. 石墨烯表面接枝聚(3-己基噻吩)分子刷的制备与表征 桑泳;方明;卢红斌* 高分子学报，2012，2, 223-230 (封面文章)

11. 聚合物/纳米粒子热电复合材料 贺明; 邱枫; 卢红斌; 杨玉良 2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册） 2007-10-01

12. 一种新型超支化蓝光聚合物的合成 王海侨; 王换方; 卢红斌; 路春亮; 李效玉 高等学校化学学报 2007-02-10

荣誉奖励：

1. 2003、2010年两次获得中石化科技进步一等奖。

2. 2004年获得国家科技进步二等奖。

 

引领新材料的革命

——记复旦大学高分子科学系教授卢红斌

2004年，英国曼切斯特大学科学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫制成了石墨烯材料，自那时起，石墨烯在全球范围内掀起研究和产业化热潮。

石墨烯，一个被称为21世纪的神奇材料。它的厚度相当于一个碳原子，其强度是结构钢的200倍，是迄今为止厚度最薄、强度最高的材料，其导电导热性质优于常规金属。凭借其突出的物理化学性质，石墨烯成为我国“十三五”规划中的前沿新材料之一。

然而，开发石墨烯新材料离不开低成本、高效率的制备技术。2013年10月29日，复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室卢红斌团队提出了一种低成本、可规模化液相剥离制备高质量石墨烯的新技术。这可能成为迄今为止所有高质量石墨烯制备技术中技术路线最为简洁高效、成本最为低廉（成本估算小于0.1元/克），且能和下游产品形成良好衔接的可规模化制备技术。如今，他正和团队走在我国石墨烯研究从实验室向产业化过渡的路上。

石墨烯产业化时代

2015年3月2日，全球首批3万部量产石墨烯手机在重庆发布，开启了石墨烯产业化应用的新时代。此外，石墨烯将被列入国家的“十三五”规划，并有设立的100亿新兴产业创投基金加速石墨烯产业的发展。国家计划在两年内实现石墨烯的产业化应用。

早在2008年，卢红斌团队便注意到石墨烯的一些独特性质，“它既是纳米的一个片层，同时又是一个碳材料，且具有很好的导电、导热性，我们想知道它能不能与聚合物结合起来，于是便开始了石墨烯复合材料的研究”。

随着聚合物材料和复合材料等轻质材料在汽车部件中的应用逐年增加，发展汽车轻量化技术和新能源汽车已成为迫在眉睫的关键性任务。在这一需求下，卢红斌选定了自己的研究方向。他介绍说，石墨烯可从两个方面促进车用材料的高性能化，一是车用材料的轻量化，二是车用储能材料的高性能化。在保证汽车强度和安全性前提下，轻量化技术可以尽可能降低整车重量、提高动力性、降低燃料消耗，而这些主要是通过合理的结构设计和材料选择来实现的。通常而言，整车重量降低10%，燃油效率可提高6～8%，汽车重量每减轻100公斤，百公里油耗可降低0.3～0.6升，CO2排放可减少5克/公里。

在卢红斌看来，石墨烯能够显著改善聚合物材料的力学、热学、电学、阻燃以及尺寸稳定性，可望在车用塑料薄壁化、抗紫外线、阻燃改性等多个领域发挥无可替代的重要作用。锂电池是新能源汽车的核心部件，其成本几乎占总成本的一半左右，其正负极电极材料成为制约其性能提高的关键因素。除了一些常规活性正极材料以外，二硫化钼纳米片层与石墨烯的结合也在锂电池正极材料领域展示了突出的性能优势。这方面关键的阻力来自二硫化钼纳米片层可规模化制备技术的限制。

而卢红斌团队提出了一种新颖、高效的二硫化钼可规模化制备技术。它允许微米尺寸二硫化钼在常温下、1小时内实现高达60%的片层剥离效率，与石墨烯结合后，可在锂电池正极材料中显示出比磷酸铁锂高出4倍以上充放电容量（~700mAh/g），可望与高性能硅碳负极材料（~700mAh/g）结合，实现比现有锂电池高出至少2倍以上的充放电容量和优异的倍率及循环性能。目前，该项技术已经申请中国发明专利，相关中试放大实验也在进行中。

“石墨烯是一个新兴行业，人们对它的理解还有一个过程。经过多年的探索，我们已经形成了一些重要的基础理解和新技术。通过与企业进行针对性交流和沟通后，期望能把这些新技术最终形成产品并应用到像汽车、涂料、新能源等领域。”卢红斌预言，“2015年将成为中国石墨烯产业爆发元年”。

“从事科研是一件很自然的事情”

“对科研的兴趣，更多是源于我儿时生长环境的影响”。卢红斌早年生活在航天部的一个研究所，“所里的科研氛围十分浓厚，大家都希望在科研上能做出成绩、为国家做点事情，这种氛围实际上对我世界观的形成有比较大的影响”。在科研方向的选择上，卢红斌认为，这是一个顺理成章的事情，“在读书期间，导师的引领对我们的学习方法和科研模式有直接的影响。对未知领域的好奇心会形成一种强大的驱动力，促使我们不断学习和探索”。

2000年，卢红斌在复旦大学高分子科学系从事通用高分子材料高性能化的博士后研究。虽然高分子的应用比较广泛，但如何进一步提高它们的性价比、赋予更多的功能性仍是亟待解决的重要问题。“起初，人们会在高分子中加一些添加剂，来降低它的成本，同时提高它的力学性能。但随着材料技术的发展与进步，这些已不能满足人们的需求。人们开始寻求功能性的添加剂，碳纳米管和石墨烯则成为一个很自然的选择。”

两年后，卢红斌奔赴美国，在南加州大学做聚合物纳米复合材料的博士后研究。尽管之后导师希望他能够留在课题组继续从事科研和教学工作，但他还是于2004年7月中旬回到复旦高分子科学系。“相较于国外，中国的发展充满活力，更加吸引年轻人”。再次回到复旦，卢红斌充满感激，“复旦是一个开放和包容的平台，它能够给年轻人提供很好的成长环境，对许多留学归来的学者会给予一定的资助，尽管数目不大，但对一个新人而言是非常宝贵的”。

2008年，卢红斌带领他的研究团队开始了对石墨烯复合材料的研究，“经过7年的发展，具有自主知识产权的低成本、高性能石墨烯制备技术和复合材料制备技术已经成熟。预计今年，相应的石墨烯和复合材料产品将会相继进入市场，更多新颖的石墨烯新材料技术和产品开发工作也已全面展开”，卢红斌向记者介绍。

积跬步，致千里

创新始终是科研的一个主题。没有创新，科研就会失去意义和价值。然而在科学的道路上，每一个新的发现都是在前人研究的基础上，通过不断地探索，寻求问题的答案。

2008年，卢红斌带领的研究团队想把石墨烯作为一个添加剂放在聚合物中，但石墨烯和聚合物是无法相容的，“我们遇到的第一个问题就是如何让石墨烯和高分子材料很好的结合在一起，所以要想出一些新的方法对石墨烯进行修饰”。经过一年的摸索，他们率先提出了在石墨烯表面可控接枝高分子链的新方法。现在，这一重要成果已被主要世界顶级化学和材料综述期刊论文广泛引用，累计他人引用近700次。

在研究过程中，卢红斌团队和产业界建立了密切的联系。通过与企业合作，共同承担国家的一些大项目，他深切地感受到，“从工业界里面延伸出的一些关键的基础问题，需要在高分子材料领域着力地去研究，这是非常有吸引力的。”而他们的技术正是为解决工业生产中的关键问题以及市场期待的新材料和新产品建立了基础。“当时，石墨烯的成本比较高昂，甚至比黄金还贵。我们意识到，如果想要将其产业化，石墨烯的制备是一个很重要的问题。这促使我们必须建立一个新的方法，来实现石墨烯低成本、高效率的制备。”卢红斌向记者介绍道，“解决这个问题并非一帆风顺，因为认识本身也是一个逐渐积累和完善的过程。我们需要从基础角度先把思路理清楚，然后以尽可能少的尝试来建立切实可行的技术方案”。

经过几年的探索，卢红斌团队终于在2012年看到了希望。一年之后，他们初步形成了一套比较系统的石墨烯低成本、高质量制备技术，并于2013年10月29日申请公开了低成本、可规模化液相剥离制备高质量石墨烯的新技术。该技术全部制备过程均是在室温、环境条件下完成的，制备的石墨烯单层产率可达90%，且无需任何还原步骤。制备的石墨烯片层具有极高的C/O比（C/O比大于20，比氧化石墨烯的C/O比高一个数量级，且能以极高浓度分散于碱性水溶液中或以滤饼形式进行储存和运输，彻底解决了石墨烯与下游应用的关键环节。

卢红斌向记者回忆道，“由于独特的二维特性和表面疏水性质，石墨烯只能在少数有机溶剂中稳定分散，在水中通常会聚集，因此如何让石墨烯在水中形成高浓度稳定分散是极具挑战性的”。此外，由于石墨烯片层会在空中飘散，对人体和环境将会造成一定影响。解决这个问题，不仅可以降低成本，还能优化工艺流程，减少其对人和环境的损害。“如何实现石墨烯有效储存、运输以及与下游应用之间的衔接就成了一个制约其发展的核心问题。” 后来，他们发现，当在二维石墨烯片层上引入极少量含氧可电离官能团后，利用其在碱性条件下较强的静电排斥作用，不仅可以改善与水分子的亲和性，也能提高石墨烯在液相中的分散稳定性以及与下游产品应用的衔接。

授业有道，感念师恩

“博学而笃志，切问而近思”，复旦大学浓郁的学习氛围以及它的包容与开放，吸引着无数学子。在采访过程中，卢红斌多次提到复旦大学给予他的支持以及导师对他的影响。“回国时，我的导师承担的课题是发展具有国际先进水平的燃气管道专用材料。当时，天然气的输送所用的管道多不再采用金属材料，而是高分子复合材料，但这方面我国长期依赖进口，使得一些国家重大工程例如‘西气东输’等材料选择上不得不受制于人。”

通过参与导师承担的国家重大项目，他体会到将科学研究与国家重大战略需求相结合的重要性。“复旦给我们提供了一个很好的平台，使我们充分接触到符合国家发展战略的重要课题，从中汲取了很多经验，为后续进一步发展奠定了基础。”

在如何培养学生这个问题上，“我觉得最重要的一点，鼓励他们去大胆尝试，为他们提供一个可以尽情施展才华的舞台。”据卢红斌介绍，组会是他们组内学生展现聪明才智的好机会，“通过这种方式展示大家在学术方面的进展，同时也提出在科研当中遇到的问题，并及时进行探讨，确定解决方案。这种方式对每位成员都是公平的，也激励大家更好地做出有创意、有新意的工作。”

一位合格的科研工作者，不仅需要专业知识的积累，更要勇于探索和创新。在探索过程中，困难和困惑是难免的，尤其是对于刚起步的科研人员来说，会感到十分苦闷，甚至出现比较大的心理波动。“这时候导师的介入和鼓励会很重要，告诉他们这个方向是否正确，解决目前问题可能的途径和方法等对其今后的发展起着很大作用。”卢红斌认为，在科研工作中不仅要有知识的积累，也要有信心的积累。“在前人还没有探索过的一些方面，希望学生能大胆迎接挑战、敢于攻坚克难”。

回到复旦大学十多年，卢红斌在科研与教学之间付出了大量的心血。“年轻的时候，我爱音乐、爱运动，但现在都没有时间了。”能够在闲暇时间陪伴家人，是他最大的满足。数年来，正因为他带领团队不断探索，才会不断取得突破。他认为，没有创新的科研，便失去了意义和价值，创新不仅仅局限于科研，也存在于团队管理与建设等方面。

       来源：科学中国人  2015年第7期