“撕”出来的诺贝尔奖

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“撕”出来的诺贝尔奖

2024-06-30 19:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

有这样一种材料,它同时具备超高强度、超强导电导热性、超大比表面积,同时还具有很好的韧性与透光性。

它为电子信息、节能环保、生物医药、纺织、化工、航空航天等领域的研究都带来了巨大的改变与推进。

它就是被称为“新材料之王”的石墨烯。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。

这个神奇的材料因具有多项优点而被广泛使用,那么你知道它是怎么被发现的吗?

事情要追溯到2004年。

英国的两位科研人员安德烈·盖姆和科斯提亚·诺沃肖洛夫,他们采用了一种“土”办法从石墨中剥离出了单层石墨烯。

当时,盖姆买了一大块高定向热解石墨,这是一种纯度非常高、通常用于分析的石墨材料。

盖姆把它交给了他新来的一位博士生,并给了他一台非常高级的抛光机,希望他能制作出尽可能薄的薄膜。三个星期过后,这位博士生拿着一个培养皿告诉盖姆说做好了。

盖姆用显微镜观察培养皿底部的石墨斑,发现那足有10微米厚,相当于1000层石墨烯的厚度。

盖姆于是问他,能不能磨得再薄一些?他告诉盖姆,那还再需要一块石墨,要知道这种石墨每块大约要花300美元。

俗话说“只要功夫深,铁杵磨成针”,但要在当时要把石墨磨到原子量级还是难于登天,于是这位博士生撒手不干了。

盖姆只得自己上手,他看见学生在磨石墨时先用透明胶带贴在石墨表面,就问学生为什么这么做,学生说胶带可以把表面一层脏的石墨撕下来,再用干净的表面来磨。

瞬间,盖姆脑洞大开,他把撕过石墨表面的胶带放在显微镜下观察,发现胶带上的石墨厚度比之前博士生辛苦磨出来的石墨片薄得多,有些甚至只有几十个原子层厚。

因为石墨具有完整的层状解理特性,可以按层剥离,因此粘过石墨的透明胶带上附着了石墨层。

盖姆把胶带对折后,粘一下再拉开,这样,胶带两端都粘有石墨层,石墨层又变薄了。

如此反复多次,胶带上的石墨层薄到只有一个碳原子的厚度时,石墨层也就变成了石墨烯。

通过胶带的反复粘连、撕开,一项伟大的发现就此诞生,而盖姆和诺沃肖洛夫也因此共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。

谁能想到,诺贝尔奖还能用胶带“撕”出来,是不是有种自己和诺贝尔奖失之交臂的感觉?

科学的进步时常伴随着一次次不经意的“脑洞大开”,不求结果的好奇心往往能带来意想不到的研究突破。

在我们的科学教育乃至科研工作中,有时缺少的正是对这份好奇心的包容与培育。

参考文献:[1]马文方.石墨烯:透明胶带成就的诺贝尔奖[N].中国计算机报,2010-10-25(030).返回搜狐,查看更多

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