在人人倡導(dǎo)低碳的今天，為何“高碳”開始走進(jìn)人們的視野？昨天在滬開幕的2011世界碳科學(xué)大會(huì)提出“優(yōu)質(zhì)碳素、優(yōu)質(zhì)生活”的主題，碳材料專家表示，“19世紀(jì)是鋼鐵時(shí)代，20世紀(jì)是硅的時(shí)代，21世紀(jì)可能是碳的時(shí)代”�？茖W(xué)證明，更多碳元素加入，更多高碳材料應(yīng)用，反而將使生活更加低碳。
從“碳排放大戶”交通領(lǐng)域看，碳也可大大節(jié)能降耗。碳復(fù)合材料的單位重量比金屬輕，單位強(qiáng)度卻比金屬高，抗疲勞和斷裂性能也更好，因此可在航空應(yīng)用中為飛機(jī)“減負(fù)”，節(jié)省燃料并延長(zhǎng)航程。本屆大會(huì)主席、華東理工大學(xué)化工學(xué)院凌立成教授介紹，世界上最大客機(jī)空客A380機(jī)身內(nèi)外，碳復(fù)合材料用量超過(guò)40%的比例；被稱為“黑色飛機(jī)”的波音787客機(jī)上，碳復(fù)合材料占其全重50%以上；而國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919的碳復(fù)合材料僅占20%。據(jù)了解，C919第一步是采用金屬機(jī)翼方案，未來(lái)將大量采用碳復(fù)合材料做機(jī)身和機(jī)翼，將碳比例提高到四成左右，變得更輕盈更環(huán)保。
新能源的大量應(yīng)用，能讓化石能源徹底擺脫“高碳”的帽子，而鋰電池、超級(jí)電容器、燃料電池等都少不了“高碳”的介入，這些碳用于電池電極和催化劑等，可增強(qiáng)儲(chǔ)能活性，提高電池能效，加快替代傳統(tǒng)能源，降低其碳排放。凌立成解釋，目前新能源領(lǐng)域的碳材料應(yīng)用呈指數(shù)級(jí)發(fā)展，如鋰電池的負(fù)極材料幾乎均為碳材料，包括純電動(dòng)汽車的鋰電池也是如此。日本等國(guó)利用先進(jìn)碳材料研制車用的超級(jí)電容器，并混合傳統(tǒng)動(dòng)力形式，使燃油消耗減少50%、氮氧化物排放減少44%、固體顆粒釋放減少65%。
目前，碳科學(xué)已成世界材料科學(xué)的“顯學(xué)”。從富勒烯、碳納米管到石墨烯，這三種碳材料的研究者分別獲得1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)、2008年KAVLI納米科學(xué)獎(jiǎng)和去年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，碳元素正發(fā)展為有望取代硅元素的“明星分子”。中國(guó)科學(xué)院碳纖維領(lǐng)域首席科學(xué)家、山西煤化所呂春祥研究員表示，我國(guó)在焦炭、活性炭等傳統(tǒng)碳科學(xué)領(lǐng)域處于世界先進(jìn)水平，而在碳前沿領(lǐng)域還有不小差距，近年來(lái)正在不斷追上國(guó)際水平。