为了展示这种传统上被视为低技术的材料具有广阔的高科技应用前景，该校材料科学与工程系研究人员杰弗里·格罗斯曼与其他同事成功地用煤炭研制出一种电加热装置。这种装置可用于汽车玻璃和飞机机翼的除霜，或者作为生物医学植入物的一部分。
天然煤炭的种类众多，而且它们之间的导电性能最多相差1000万倍。这意味着，如果提供足够多种类的煤炭，科研人员可以利用它们的电子特性制造出独特的电子元件。
但这项工作的挑战之一在于如何对煤炭进行加工。经过探索，研究人员设计出一种方法：先把煤炭研制成粉末，然后将其放到溶液中溶解，最后使其沉淀在基片上并形成薄膜。利用这种方法，他们深入地对煤炭薄膜进行了测试并用来制造电子原件。研究人员发现，通过调整对煤炭进行加工时的温度，可以改变煤炭薄膜的光学和电子特性并达到他们想要的效果。在研究报告中，他们还首次详细介绍了4种不同的煤炭（无烟煤炭、褐煤炭和两种烟煤炭）薄膜的化学、电子和光学特性。
科研人员表示，从煤炭的天然化学特性这一角度对其进行应用具有广阔的前景。一是它们在自然界含量丰富，比较廉价；二是加工过程简单，成本较低。与之相比，电子芯片的重要材料——硅虽然在自然界中含量也很丰富，但它需要提纯到99.99%以上才能用于电子产品。
美国坦普尔大学机械工程学副教授任申强评价说，新的研究有助加深人们对天然煤炭应用潜能的理解，它意味着直接从天然煤炭中开发碳纳米材料的重大进展。
回顾一：石墨烯产品应用研究
如果说上帝创造了世界万物的话，现在因研究石墨烯获得2010年诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫，正在尝试创建不一样的东西——超越石墨烯本身，按需设计从原子到产品的性能，探寻这种二维材料带来的新机遇。
2016年4月14日，身着白衬衣蓝牛仔裤休闲鞋，外加背着双肩包，这位石墨烯界的大明星、英国曼彻斯特大学的著名教授，低调现身于清华大学深圳研究生院召开的第三届石墨烯高峰论坛。
因在二维石墨烯材料的开创性实验，诺沃肖洛夫与其导师安德烈·海姆教授共享2010年诺贝尔物理学奖，那时他年仅36岁。由此，石墨烯界亲昵地称他“小诺”。
小诺记得，最初发现石墨烯是一个周五的夜晚，之所以对这一时刻记忆犹新，主要得益于当时海姆教授引进的一个新概念——“跳出箱子思考”，即思索那些非主流研究方向的问题，尝试之前不可能之事。而他现在从事的研究可谓又一次跳出箱子的思考。
石墨烯是通过胶带法从铅笔里的石墨中分离出来，这种具有优异性能的二维材料是大自然中本来存在的物质，也是现在很多业内人士的主要研究对象。而小诺决定做些超越石墨烯本身的工作，创建新的二维材料。其中一个主要途径就是扩展石墨烯的“朋友圈”，加入更多的好友，探索它在与其他二维材料互动时会不会很“激动”而表现出哪些有趣的性质。
在实验室，小诺选取不同性质的二维材料，与石墨烯叠加整合在一起，如在石墨烯上附着一层氮化硼或者二硫化钼、再或氮化物，探察它们接触后界面的性能，只见有的电子发生自我旋转；有的电子出现横向位移、自行排列；有的会使LED的量子效率大幅提高，等等。
他介绍说，未来或可根据实际应用人工排列分子，从原子到产品，任意设计电子、机械结构，以及非常复杂的异质结构，创造出世界上不存在的材料，赋予其在自然界中不具备的特性。从而，探寻这种材料的更多潜在应用，构建理想的二维材料“博物馆”。
曾经在一起做研究的这两位石墨烯界大咖诺沃肖洛夫和海姆，现在的研究方向似乎大为不同：海姆饶有兴味地研究如何用石墨烯解决现实中的一些问题，如海水快速淡化与净化等；而诺沃肖洛夫显然比较醉心于设计下一代的石墨烯复合材料。
对于许多人渴望石墨烯能尽早为日常生活中所用的心情，诺沃肖洛夫指出：“石墨烯产品并非一夜即会出现‘杀手级’产品，那一天的到来尚需很长的历程。”
诺沃肖洛夫强调，“当下我们所处的阶段，正在努力寻找一些石墨烯的应用方向，已有一些相应的产品出现在市场上。我们不仅仅要关注石墨烯的基础科研，还要放眼其真正的应用，现在正恰逢其时！”
回顾二：中国科学家实现煤转化领域里程碑式重大突破
据悉，中科院大连化物所包信和院士和潘秀莲研究员领导的团队在煤气化直接制烯烃研究中获得重大突破，颠覆了90多年来煤化工一直沿袭的费托路线，创造性地直接采用煤气化产生的合成气，在一种新型复合催化剂的作用下，高选择性地一步反应获得低碳烯烃，破解了传统煤化工催化反应中活性与选择性此长彼消的“跷跷板”难题，为高效催化剂和催化反应过程的设计提供了指南。这项成果被业界誉为“煤转化领域里程碑式的重大突破”。
据了解，该研究成果于2016年3月4日在美国《科学》（Science）杂志上发表，过程已申报中国发明专利和国际PCT专利。《科学》杂志同期刊发了以“令人惊奇的选择性”（Surprised by Selectivity）为题的专家评述文章，认为该过程未来在工业上将具有巨大的竞争力。
1923年，由德国科学家Fischer（费舍尔）和Tropsch（托普希）发明了煤经合成气生产高碳化学品和液体燃料的费-托过程。尽管该过程并不完美，除产生大量的二氧化碳以外，还消耗大量的水，且产物选择性差，后续处理消耗大量的能量，然而国际能源和化工界却一直认为该过程不可替代。
如今，这一过程被中科院大连化物所的研究人员颠覆。在9年多煤气化直接制烯烃的研究过程中，包信和团队通过以CO替代H2来消除烃类形成中多余的氧原子，在反应不改变CO2总排放的情况下，摒弃了高耗能和高耗水的水煤气变换反应，从原理上开创了一条低耗水（结构上没有水循环）进行煤转化的新途径，有效降低水耗的1/3.
同时，团队创造性地将氧化物催化剂与分子筛复合，巧妙地实现了CO活化和中间体偶联等两种催化活性中心的有效分离，把传统费托技术上“漫无目的、无拘无束”生长的“自由基”控制在一个“笼子”（分子筛）里，通过限制其行为，使其最终变成目标产物——低碳烯烃。据介绍，新过程中低碳烃类产物的选择性高达94%，打破了传统费-托合成过程低碳烯烃的选择性最高为58%的极限。
此外，新过程还将带来更高的经济效益。据中国石化工程建设有限公司（SEI）初步评估，在现有的条件下，该过程的内部收益率（IRR）可达14%以上。
回顾三：石墨烯传感器可检测室内空气污染
英国南安普顿大学和日本先进科学技术研究所的科学家研发了一种以石墨烯为原材料的传感器，能检测出室内空气污染且精度极高。
新研发的传感器可以感应到来自建筑、家具用品的二氧化碳分子以及挥发性有机化合物（VOC）气体分子。
近年来，由个人居住环境中的空气污染引起的健康问题与日俱增。这些有害化学气体的浓度水平一般在几十亿分之一（ppb），用现有的环境传感技术难以检测到，因为这些传感器只能检测到浓度为百万分之一（ppb）的此类气体。
该研究团队研发出的石墨烯传感器在通电后，可使单个的二氧化碳分子一个一个吸附到石墨烯材料上，并在分子水平上检测其浓度。其具体方法是，通过监测石墨烯材料的电阻值，石墨烯材料对二氧化碳分子的吸附和释放会以电阻“量子化”波动的形式被检测到。在实验中，研究人员只花费了几分钟就检测到浓度约为30ppb的二氧化碳气体。
