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诺贝尔物理学奖得主仅用6年时间即获奖
2010-10-08

  瑞典皇家科学院5日宣布,2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们研究二维材料石墨烯的开创性实验。

  这项奖的揭晓,让人相当吃惊:一方面是获奖者之年轻,海姆现年51岁,诺沃肖洛夫只有36岁;另一方面是获奖速度之快:从他们2004年首次在实验室制成石墨烯,到昨天获奖仅6年时间。

  感谢透明胶带

  6年前制成世上最薄材料

  大家对石墨不陌生,石墨烯是什么东西?

  石墨烯,目前世界上最薄的材料。它的理论厚度是0.335纳米,只有一个原子厚。通俗地说,它就是厚度只有一个碳原子的单层石墨。再形象点,拿人的头发来比,20万片石墨烯堆在一起的高度,才抵得上一根头发的直径。

  它几乎完全透明,却极为致密,即使原子尺寸最小的氦气也无法穿透。这些性状可由量子物理学加以解释。

  2004年之前的60多年里,科学家普遍认为石墨烯这种纯粹的二维晶体材料无法稳定存在,有些“不信邪”的科学家曾试图制备石墨烯,都以失败告终。2004年,海姆和诺沃肖洛夫,在英国曼彻斯特大学实验室用“机械微应力技术”制成石墨烯,同年10月对此发表了第一篇论文。

  他们怎么成功的?

  说起来很简单:有石墨片、透明胶带和显微镜,够矣。海姆和伙伴,用透明胶带反复对石墨进行粘贴与撕开,由于石墨层之间容易互相剥离,每一次粘贴和撕开都能让石墨片的厚度变小。如此循环往复,最后能把石墨片剥离到一个“极限”:只有一个碳原子厚度的单层石墨,这就是石墨烯。

  就这样,海姆和同伴在显微镜下寻找到他们制成的石墨烯。这一发现,当时在科学界引起轰动——不仅因为这是历史突破,还因为科学家们发现:石墨烯有很多新奇特性,是继富勒烯和碳纳米管后又一个里程碑式的新材料。

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