王愛(ài)軍
2010年10月5日,本年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)揭曉,獲獎(jiǎng)?wù)呤怯?guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫,這對(duì)師徒對(duì)人類的巨大貢獻(xiàn)在于,他們找到了“史上最薄和最強(qiáng)”的石墨烯材料。就在52歲的海姆和36歲的諾沃肖洛夫收獲意外驚喜的時(shí)刻,有一個(gè)中國(guó)人卻在扼腕嘆息,因?yàn)樗c諾貝爾獎(jiǎng)失之交臂的距離,僅僅在幾微米之間。
這個(gè)中國(guó)人是安德烈?海姆教授在2003年新招的一個(gè)博士生。博士生剛一來(lái),海姆就交給了他一塊石墨,讓他打磨出小薄片來(lái),交代他說(shuō)越薄越好,同時(shí)交給這名博士生使用的還有一部精密的打磨儀器。
三個(gè)星期后,博士生興沖沖地拿著打磨出來(lái)的石墨薄片來(lái)見(jiàn)海姆,說(shuō)成功了。海姆用顯微鏡觀察了一下,這個(gè)薄片大約有10微米,也就意味著大約有1000層碳原子。
海姆問(wèn)博士生:“你還能弄得更薄一點(diǎn)嗎?”
博士生回答說(shuō):“那樣的話,我就需要一塊新的石墨。”
海姆提供給他的這種石墨叫“高定向熱解石墨”,大約300美元一塊。作為從俄羅斯過(guò)來(lái)的科研人員,海姆深受經(jīng)費(fèi)緊縮之苦,但也使他養(yǎng)成了節(jié)儉的習(xí)慣,他的主張是,最大程度地利用手邊的器材和知識(shí)做出好的科學(xué)。當(dāng)他聽(tīng)到中國(guó)的博士生毫不在意多費(fèi)一塊石墨的口氣時(shí),海姆的話就不那么中聽(tīng)了。他對(duì)博士生說(shuō):“你不需要為了一個(gè)薄片而把整塊石墨都用光啊。”
博士生則回敬道:“你這么聰明,那你自己干啊!”
博士生的話說(shuō)到這個(gè)份兒上,海姆作為導(dǎo)師別無(wú)選擇,只有親自上陣了。
這次海姆選擇了連博士學(xué)位還沒(méi)有拿到的康斯坦丁?諾沃肖洛夫作為助手,他看中諾沃肖洛夫的是他對(duì)一切事物都充滿好奇和熱情的工作態(tài)度。
面對(duì)博士生的逼宮,海姆顯然不能示弱,他們?cè)诓┦可突貋?lái)的那片石墨上繼續(xù)研究。
海姆沒(méi)有在博士生面前丟臉,并不是因?yàn)樗褂昧耸裁锤鼮橄冗M(jìn)的儀器。恰恰相反,他用的是最便宜的工具———透明膠帶。
之所以想到透明膠帶,是因?yàn)檠芯啃〗M當(dāng)時(shí)引進(jìn)了一位技術(shù)員來(lái)搭建低溫掃描隧道顯微鏡,而這位技術(shù)員清潔石墨樣品表面的方法就是用透明膠帶把石墨表層粘掉。這提醒了他們,用膠帶粘或許能夠得到更薄的石墨。
于是,師徒二人就用透明膠帶粘在石墨的頂層,粘好再撕下來(lái),這樣就會(huì)有碎片脫落,粘在膠帶上。當(dāng)然這時(shí)碎片仍然是相對(duì)很厚的。海姆對(duì)折膠帶,再粘一次,這樣就能得到更薄一些的碎片。不斷重復(fù)這個(gè)過(guò)程,在一個(gè)星期的時(shí)間里,他們就成功地把石墨薄片做到了只有10層厚。后來(lái),延用這一方法,海姆與合作者康斯坦丁?諾沃肖洛夫最終得到了單層的石墨,也就是石墨烯,一種有可能成為硅的替代品,帶來(lái)下一次電子工業(yè)革命的,只有一個(gè)原子厚的新型材料。
獲得諾貝爾獎(jiǎng)之后,諾貝爾基金會(huì)的人跟海姆通電話,他說(shuō),他的實(shí)驗(yàn)“向人們展示了,你事實(shí)上不需要在哈佛或是劍橋,不需要在集納了最聰明的人和最先進(jìn)的設(shè)備的地方。你在設(shè)備上處于二三流的大學(xué)里……也能做出令人驚訝的東西”。“我希望,這作為一個(gè)案例能給年輕一代帶來(lái)更多的激發(fā),啟示他們,不在最好的地方和最好的時(shí)間也照樣能做出東西”。
是的,只要你足夠努力,一切都有可能。事實(shí)上,1000層碳原子與石墨烯的發(fā)現(xiàn)只差一步之遙,中國(guó)人的諾貝爾夢(mèng)想是如此之近,但卻因?yàn)椴┦可≡甑男膽B(tài),使咫尺變成了天涯。很多時(shí)候,一個(gè)人做事的態(tài)度,就決定了他成長(zhǎng)的高度。
(圖/大衛(wèi)卡森)