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英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫5日以石墨烯研究獲得2010年度諾貝爾物理學獎。諾貝爾物理學獎評審委員會說,之所以授予這兩位俄羅斯裔科學家物理學獎,是為了獎勵他們『研究二維材料石墨烯的開創性實驗』。
人物小傳
安德烈·海姆荷蘭籍,1958年出生於俄羅斯的索契,1987年在俄羅斯科學院固體物理學研究院獲得博士學位,目前同時受聘於英國曼徹斯特大學和荷蘭奈梅亨大學,也是荷蘭代爾夫特大學的名譽教授。安德烈·海姆此前已獲得許多榮譽和獎項,2000年他還獲得『搞笑諾貝爾獎』——通過磁性克服重力,讓一只青蛙懸浮在半空中。
康斯坦丁·諾沃肖洛夫1974年出生於俄羅斯的下塔吉爾,具有英國和俄羅斯雙重國籍。2004年諾沃肖洛夫在荷蘭奈梅亨大學獲得博士學位。在讀博士期間,他就與安德烈·海姆開始了合作研究。
安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫有許多『共同點』:都出生於俄羅斯,都是在俄羅斯開始各自的物理學研究生涯,兩人現在同為英國曼徹斯特大學物理與天文學院教授,而且他們還是多年的研究搭檔。
這兩位教授的獲獎,也使曼徹斯特大學現有的諾貝爾獎得主人數增加到4名。『這真是一個好消息。我們很高興這兩位教授在石墨烯方面的研究得到了諾貝爾委員會的最高肯定,』曼徹斯特大學校長南希·羅斯韋爾說,『這又是一個在對科學的興趣和實踐基礎上作出重大發現的例子,他們的發現具有重要的社會經濟意義。』
據新華社電
最薄材料
瑞典科學院一間會議室內,當地時間11時45分(北京時間17時45分),諾貝爾物理學獎揭曉。
對英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫研究的石墨烯,評審委員會發布的新聞稿稱之為『完美原子晶體』,作為二維結構單層碳原子材料,強度相當於鋼的100倍,導電性能好、導熱性能強。諾沃肖洛夫是自1973年以來最年輕的物理學獎得主。
海姆和諾沃肖洛夫於2004年制成石墨烯材料。這是目前世界上最薄的材料,僅有一個原子厚。自那時起,石墨烯迅速成為物理學和材料學的熱門話題。
目前,集成電路晶體管普遍采用硅材料制造,當硅材料尺寸小於10納米時,用它制造出的晶體管穩定性變差。而石墨烯可以被刻成尺寸不到1個分子大小的單電子晶體管。
此外,石墨烯高度穩定,即使被切成1納米寬的元件,導電性也很好。因此,石墨烯被普遍認為會最終替代硅,從而引發電子工業革命。
日程不變
瑞典《每日新聞》記者問及當天後續日程安排,海姆回答:『回去工作。』
海姆前一天工作到晚9時,5日早晨接獲評審委員會獲獎通知時正在電腦前回復一份郵件。依照他的說法,前一天睡得不錯。
『我今天打算繼續工作,完成上星期沒有寫完的一篇論文,』他說,『我試著像以前一樣生活,』因為自己不是因為獲獎就會『餘生停止工作的人』。
幾個小時後,諾沃肖洛夫受到一名記者電話『騷擾』,卻不願放下手頭實驗,於是反問:『如果我現在不停下實驗,是不是以後就不再有機會(接受采訪)?』
海姆現年51歲,諾沃肖洛夫36歲。兩人在荷蘭奈梅亨大學相識,諾沃肖洛夫完成博士學業後追隨海姆到英國曼徹斯特大學工作,在實驗室內應用『機械微應力技術』獲得石墨烯,2004年10月發表第一篇論文。
兩人將分享1000萬瑞典克朗(約合150萬美元)諾貝爾獎獎金。
新聞發布會上,美聯社記者問及石墨烯的應用前景,海姆回答,他無法作具體預測,但以塑料作比,推斷石墨烯『有改變人們生活的潛力』。
些許疑問
海姆坦言,一些同事先前告訴他,石墨烯研究會成為諾貝爾獎獲獎項目。他的回應是,『不認為(發表第一篇論文)6年後就會獲獎』。
歷年來,但凡自然科學類研究,從取得成果至獲得諾獎,多數間隔幾十年。
以4日揭曉的諾貝爾生理學或醫學獎為例,英國人羅伯特·愛德華茲二十世紀50年代著手研究,1978年促生第一名試管嬰兒,如今因85歲的年齡和惡化的健康狀況無法與媒體和公眾交流。
自然科學成果,需要經受時間以及後人檢驗。
一名記者新聞發布會後采訪一名評審委員時提出疑問,海姆和諾沃肖洛夫是否僅憑最初那一篇論文就在6年後獲獎,所獲回答是:當然不是以一篇論文為依據,而涉及石墨烯的『分離、認定和分類』。
評審委員會認為,石墨烯可以應用於晶體管、觸摸屏、基因測序等領域,同時有望幫助物理學家在量子物理學研究領域取得新突破。
新聞稿中,評審委員會介紹,把研究工作視為『游戲』是海姆和康斯坦丁團隊的特點之一,『在過程中學習,誰知道,或許有一天會中大獎』。
新華社供本報特稿
最薄最強石墨烯
有改變生活潛力
諾貝爾物理學獎評審委員會在向媒體發布的材料中介紹,石墨烯不僅『最薄、最強』,而且導電性能類似金屬銅,導熱性能超過所有已知材料。
神奇
石墨烯是碳的一種存在形式。
以性狀類似鉛筆芯的石墨為實驗對象,本年度物理學獎獲得者安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫最初使用普通膠帶,以『粘取』方法剝離出一片石墨烯。
石墨烯幾乎完全透明,卻極為致密,即使原子尺寸最小的氦氣也無法穿透。這些性狀可由量子物理學加以解釋。碳,地球上所有已知生命的基礎,再次顯現神奇。
妙用
石墨烯與塑料混合,可望形成導體,用於輸送電子,同時具備更強的機械性能和耐熱性能。
物理學獎評審委員會預期,石墨烯與塑料復合,可以憑借韌性,創制『新型超強材料』,兼具超薄、超柔和超輕特性。如果說『新材料』一詞還不足以激發媒體受眾的想象力,那麼,評審委員會在新聞稿中告知:『今後,衛星、飛機和轎車可以用這類新型復合材料制造。』
在特定領域內,如電子行業,石墨烯因具備透明和良導體性狀,適合制作透明觸摸屏、透光板和太陽能電池。如用於制造晶體管集成電路,石墨烯可望超越硅晶體,突破現有物理極限,使電腦運行速度更快、能耗降低。
延伸
微觀尺度上,單片石墨烯厚度為0.335納米,20萬片石墨烯疊加纔可以與一絲人體頭發相比。
石墨烯研究,觸動物理學領域形成一個新科目,從量子物理學現象入手,可能促生一系列兩維結構碳原子新材料。
事實上,早在二十世紀90年代初期,當時獲稱『布基球』的網格球狀碳60分子成為化學界研究熱門之時,碳就成為尋求新材料的重點方向。
一段時期內,據估計,化學界大約70%的論文以碳材料為課題。
如今,碳材料研究從化學延伸至物理學,從基礎理論延伸至應用,各國科學家正探索並開拓各種可能性。新華社供本報特稿
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