有這樣一種材料graphene,它同時(shí)具備超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱性、超大比表面積graphene,同時(shí)還具有很好的韌性與透光性。
它為電子信息、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、紡織、化工、航空航天等領(lǐng)域的研究都帶來(lái)了巨大的改變與推進(jìn)。
它就是被稱為“新材料之王”的石墨烯。
石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。
這個(gè)神奇的材料因具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用,那么graphene你知道它是怎么被發(fā)現(xiàn)的嗎graphene?
事情要追溯到2004年。
英國(guó)的兩位科研人員安德烈·蓋姆和科斯提亞·諾沃肖洛夫,他們采用了一種“土”辦法從石墨中剝離出了單層石墨烯。
當(dāng)時(shí),蓋姆買了一大塊高定向熱解石墨,這是一種純度非常高、通常用于分析的石墨材料。
蓋姆把它交給了他新來(lái)的一位博士生,并給了他一臺(tái)非常高級(jí)的拋光機(jī),希望他能制作出盡可能薄的薄膜。三個(gè)星期過(guò)后,這位博士生拿著一個(gè)培養(yǎng)皿告訴蓋姆說(shuō)做好了。
蓋姆用顯微鏡觀察培養(yǎng)皿底部的石墨斑,發(fā)現(xiàn)那足有10微米厚,相當(dāng)于1000層石墨烯的厚度。
蓋姆于是問(wèn)他,能不能磨得再薄一些graphene?他告訴蓋姆,那還再需要一塊石墨,要知道這種石墨每塊大約要花300美元。
俗話說(shuō)“只要功夫深,鐵杵磨成針”,但要在當(dāng)時(shí)要把石墨磨到原子量級(jí)還是難于登天,于是這位博士生撒手不干了。
蓋姆只得自己上手,他看見(jiàn)學(xué)生在磨石墨時(shí)先用透明膠帶貼在石墨表面,就問(wèn)學(xué)生為什么這么做,學(xué)生說(shuō)膠帶可以把表面一層臟的石墨撕下來(lái),再用干凈的表面來(lái)磨。
瞬間,蓋姆腦洞大開,他把撕過(guò)石墨表面的膠帶放在顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)膠帶上的石墨厚度比之前博士生辛苦磨出來(lái)的石墨片薄得多,有些甚至只有幾十個(gè)原子層厚。
因?yàn)槭哂型暾膶訝罱饫硖匦?,可以按層剝離,因此粘過(guò)石墨的透明膠帶上附著了石墨層。
蓋姆把膠帶對(duì)折后,粘一下再拉開,這樣,膠帶兩端都粘有石墨層,石墨層又變薄了。
如此反復(fù)多次,膠帶上的石墨層薄到只有一個(gè)碳原子的厚度時(shí),石墨層也就變成了石墨烯。
通過(guò)膠帶的反復(fù)粘連、撕開,一項(xiàng)偉大的發(fā)現(xiàn)就此誕生,而蓋姆和諾沃肖洛夫也因此共同獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
誰(shuí)能想到,諾貝爾獎(jiǎng)還能用膠帶“撕”出來(lái),是不是有種自己和諾貝爾獎(jiǎng)失之交臂的感覺(jué)?
科學(xué)的進(jìn)步時(shí)常伴隨著一次次不經(jīng)意的“腦洞大開”,不求結(jié)果的好奇心往往能帶來(lái)意想不到的研究突破。
在我們的科學(xué)教育乃至科研工作中,有時(shí)缺少的正是對(duì)這份好奇心的包容與培育。
參考文獻(xiàn):[1]馬文方.石墨烯:透明膠帶成就的諾貝爾獎(jiǎng)[N].中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào),2010-10-25(030).