石墨烯被譽為“神奇材料”,具有廣闊的應用前景,科學家甚至預言其將“徹底改變21世紀”。
“10年前,人們都想象不到石墨烯有什么作用。但現在已經有很多石墨烯產品出現了,在電池、汽車輪胎、復合材料等領域。我們應該認識到,石墨烯是下一個世紀甚至未來幾個世紀都會持續(xù)發(fā)揮重要作用的材料?!卑驳铝摇どw姆認為,中國應在石墨烯領域投入更多資金進行研究和產業(yè)化。
安德烈·蓋姆為國際知名碳材料科學家、2004年因與諾沃肖洛夫合作發(fā)現二維材料石墨烯,是2010年諾貝爾物理學獎獲得者、在2017年新當選中國科學院外籍院士。
安德烈·海姆 講述石墨烯的發(fā)現過程
同時獲得“諾貝爾獎”和“搞笑諾貝爾獎”的人
獲得這兩個獎,之間隔了10年。
安德烈·海姆介紹,20世紀90年代的某一個星期五的晚上,我把水倒進了我們實驗室一臺能產生巨大磁場的儀器,令我驚訝的是,水并沒有從強磁鐵中流出來,而是形成了一個水球,并懸浮在空中!往一臺精密而昂貴的實驗儀器里潑水,顯然是個驚世駭俗的舉動,現在我也記不起來當時我為什么會這樣做。但“魯莽”也有好處,就是從未有人做過。
這個現象背后就是水逆磁性。許多同事,包括那些一輩子與強磁場打交道的研究員,看到這個現象時都目瞪口呆,甚至還有一些人認為這是一個惡作劇。為了找到一個更好的演示方式,我干脆將一只青蛙放進了強磁場,它也懸浮了起來。懸浮的青蛙引起很多關注,甚至進入了許多物理教科書。直到現在,還會有人攔住我說:“嗨!我不知道石墨烯,但是我愛死你的青蛙了!”也因為這個青蛙,2000年,搞笑諾貝爾獎決定授獎給我們。
這一研究的意義是什么?
安德烈·海姆說,我還記得一封十幾年前收到的信,原話是,“海姆先生,您好。我對那只懸浮的青蛙很感興趣,您能給我寄來一些相關的信息嗎?我今年9歲,我想成為一名科學家?!蔽蚁?,不用我多說,這封來信可以證明,做這些實驗并沒有浪費我的時間。
這也啟發(fā)我,去探求那些與自己研究領域相去甚遠的方向,有可能會產生意想不到的結果。我的研究風格也隨之改變,開始做一些不合常規(guī)的實驗嘗試,稱它們?yōu)?/span>“星期五晚的實驗”或者叫“隨機領域實驗”。因為我相信一點——“犯錯總比無聊好”。
讓我獲得諾貝爾獎的發(fā)現——石墨烯,就是這類實驗的一個結果,你說它的意義是否重要?
不可思議,石墨烯是用膠帶粘下來的
石墨烯被認為是21世紀最重要的新材料。但聽聞發(fā)現石墨烯是用膠帶粘下來的,簡單得不可思議。
安德烈·海姆說,的確是用膠帶粘的。我從來沒有研究過碳材料或者石墨,毫不夸張地說,我們從垃圾桶里撿出來別人用過的粘過石墨的膠帶,把它放到顯微鏡下,發(fā)現殘留在膠帶上的石墨殘片,有些竟然是透明的。
隨后,檢測出石墨烯驚人的物理特性,比如,是目前為止發(fā)現的最薄、最堅硬的材料,具有非常高的熱傳導性和電傳導性。這時,我們才明白這一發(fā)現的重要性。過去研究者都用膠帶清理手中石墨樣本表面,用過的膠帶隨手就扔進垃圾桶里,沒意識到扔掉了諾獎。往往是在某一個已有的礦藏里挖掘得太深了,留下大量未被探尋過的寶藏就埋藏在淺淺的地表下,只要稍微往旁邊一試探就會發(fā)現它。
石墨烯產業(yè)應用領域臨近還是爆發(fā)
從發(fā)現石墨烯到今年已經有13年了。有人說,石墨烯產業(yè)的爆發(fā)點已經臨近。