為了展示這種傳統上被視為低技術的材料具有廣闊的高科技應用前景，該校材料科學與工程系研究人員杰弗里·格羅斯曼與其他同事成功地用煤炭研制出一種電加熱裝置。這種裝置可用于汽車玻璃和飛機機翼的除霜，或者作為生物醫學植入物的一部分。
天然煤炭的種類眾多，而且它們之間的導電性能最多相差1000萬倍。這意味著，如果提供足夠多種類的煤炭，科研人員可以利用它們的電子特性制造出獨特的電子元件。
但這項工作的挑戰之一在于如何對煤炭進行加工。經過探索，研究人員設計出一種方法：先把煤炭研制成粉末，然后將其放到溶液中溶解，最后使其沉淀在基片上并形成薄膜。利用這種方法，他們深入地對煤炭薄膜進行了測試并用來制造電子原件。研究人員發現，通過調整對煤炭進行加工時的溫度，可以改變煤炭薄膜的光學和電子特性并達到他們想要的效果。在研究報告中，他們還首次詳細介紹了4種不同的煤炭（無煙煤炭、褐煤炭和兩種煙煤炭）薄膜的化學、電子和光學特性。
科研人員表示，從煤炭的天然化學特性這一角度對其進行應用具有廣闊的前景。一是它們在自然界含量豐富，比較廉價；二是加工過程簡單，成本較低。與之相比，電子芯片的重要材料——硅雖然在自然界中含量也很豐富，但它需要提純到99.99%以上才能用于電子產品。
美國坦普爾大學機械工程學副教授任申強評價說，新的研究有助加深人們對天然煤炭應用潛能的理解，它意味著直接從天然煤炭中開發碳納米材料的重大進展。
回顧一：石墨烯產品應用研究
如果說上帝創造了世界萬物的話，現在因研究石墨烯獲得2010年諾貝爾獎的康斯坦丁·諾沃肖洛夫，正在嘗試創建不一樣的東西——超越石墨烯本身，按需設計從原子到產品的性能，探尋這種二維材料帶來的新機遇。
2016年4月14日，身著白襯衣藍牛仔褲休閑鞋，外加背著雙肩包，這位石墨烯界的大明星、英國曼徹斯特大學的著名教授，低調現身于清華大學深圳研究生院召開的第三屆石墨烯高峰論壇。
因在二維石墨烯材料的開創性實驗，諾沃肖洛夫與其導師安德烈·海姆教授共享2010年諾貝爾物理學獎，那時他年僅36歲。由此，石墨烯界親昵地稱他“小諾”。
小諾記得，最初發現石墨烯是一個周五的夜晚，之所以對這一時刻記憶猶新，主要得益于當時海姆教授引進的一個新概念——“跳出箱子思考”，即思索那些非主流研究方向的問題，嘗試之前不可能之事。而他現在從事的研究可謂又一次跳出箱子的思考。
石墨烯是通過膠帶法從鉛筆里的石墨中分離出來，這種具有優異性能的二維材料是大自然中本來存在的物質，也是現在很多業內人士的主要研究對象。而小諾決定做些超越石墨烯本身的工作，創建新的二維材料。其中一個主要途徑就是擴展石墨烯的“朋友圈”，加入更多的好友，探索它在與其他二維材料互動時會不會很“激動”而表現出哪些有趣的性質。
在實驗室，小諾選取不同性質的二維材料，與石墨烯疊加整合在一起，如在石墨烯上附著一層氮化硼或者二硫化鉬、再或氮化物，探察它們接觸后界面的性能，只見有的電子發生自我旋轉；有的電子出現橫向位移、自行排列；有的會使LED的量子效率大幅提高，等等。
他介紹說，未來或可根據實際應用人工排列分子，從原子到產品，任意設計電子、機械結構，以及非常復雜的異質結構，創造出世界上不存在的材料，賦予其在自然界中不具備的特性。從而，探尋這種材料的更多潛在應用，構建理想的二維材料“博物館”。
曾經在一起做研究的這兩位石墨烯界大咖諾沃肖洛夫和海姆，現在的研究方向似乎大為不同：海姆饒有興味地研究如何用石墨烯解決現實中的一些問題，如海水快速淡化與凈化等；而諾沃肖洛夫顯然比較醉心于設計下一代的石墨烯復合材料。
對于許多人渴望石墨烯能盡早為日常生活中所用的心情，諾沃肖洛夫指出：“石墨烯產品并非一夜即會出現‘殺手級’產品，那一天的到來尚需很長的歷程。”
諾沃肖洛夫強調，“當下我們所處的階段，正在努力尋找一些石墨烯的應用方向，已有一些相應的產品出現在市場上。我們不僅僅要關注石墨烯的基礎科研，還要放眼其真正的應用，現在正恰逢其時！”
回顧二：中國科學家實現煤轉化領域里程碑式重大突破
據悉，中科院大連化物所包信和院士和潘秀蓮研究員領導的團隊在煤氣化直接制烯烴研究中獲得重大突破，顛覆了90多年來煤化工一直沿襲的費托路線，創造性地直接采用煤氣化產生的合成氣，在一種新型復合催化劑的作用下，高選擇性地一步反應獲得低碳烯烴，破解了傳統煤化工催化反應中活性與選擇性此長彼消的“蹺蹺板”難題，為高效催化劑和催化反應過程的設計提供了指南。這項成果被業界譽為“煤轉化領域里程碑式的重大突破”。
據了解，該研究成果于2016年3月4日在美國《科學》（Science）雜志上發表，過程已申報中國發明專利和國際PCT專利。《科學》雜志同期刊發了以“令人驚奇的選擇性”（Surprised by Selectivity）為題的專家評述文章，認為該過程未來在工業上將具有巨大的競爭力。
1923年，由德國科學家Fischer（費舍爾）和Tropsch（托普希）發明了煤經合成氣生產高碳化學品和液體燃料的費-托過程。盡管該過程并不完美，除產生大量的二氧化碳以外，還消耗大量的水，且產物選擇性差，后續處理消耗大量的能量，然而國際能源和化工界卻一直認為該過程不可替代。
如今，這一過程被中科院大連化物所的研究人員顛覆。在9年多煤氣化直接制烯烴的研究過程中，包信和團隊通過以CO替代H2來消除烴類形成中多余的氧原子，在反應不改變CO2總排放的情況下，摒棄了高耗能和高耗水的水煤氣變換反應，從原理上開創了一條低耗水（結構上沒有水循環）進行煤轉化的新途徑，有效降低水耗的1/3.
同時，團隊創造性地將氧化物催化劑與分子篩復合，巧妙地實現了CO活化和中間體偶聯等兩種催化活性中心的有效分離，把傳統費托技術上“漫無目的、無拘無束”生長的“自由基”控制在一個“籠子”（分子篩）里，通過限制其行為，使其最終變成目標產物——低碳烯烴。據介紹，新過程中低碳烴類產物的選擇性高達94%，打破了傳統費-托合成過程低碳烯烴的選擇性最高為58%的極限。
此外，新過程還將帶來更高的經濟效益。據中國石化工程建設有限公司（SEI）初步評估，在現有的條件下，該過程的內部收益率（IRR）可達14%以上。
回顧三：石墨烯傳感器可檢測室內空氣污染
英國南安普頓大學和日本先進科學技術研究所的科學家研發了一種以石墨烯為原材料的傳感器，能檢測出室內空氣污染且精度極高。
新研發的傳感器可以感應到來自建筑、家具用品的二氧化碳分子以及揮發性有機化合物（VOC）氣體分子。
近年來，由個人居住環境中的空氣污染引起的健康問題與日俱增。這些有害化學氣體的濃度水平一般在幾十億分之一（ppb），用現有的環境傳感技術難以檢測到，因為這些傳感器只能檢測到濃度為百萬分之一（ppb）的此類氣體。
該研究團隊研發出的石墨烯傳感器在通電后，可使單個的二氧化碳分子一個一個吸附到石墨烯材料上，并在分子水平上檢測其濃度。其具體方法是，通過監測石墨烯材料的電阻值，石墨烯材料對二氧化碳分子的吸附和釋放會以電阻“量子化”波動的形式被檢測到。在實驗中，研究人員只花費了幾分鐘就檢測到濃度約為30ppb的二氧化碳氣體。
