全球唯一雙料諾獎得主安德烈·蓋姆：面對難題，永葆好奇

2020-12-31 12:22

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

原創 Kai 世界頂尖科學家論壇

世界頂尖科學家論壇（WLF）聯手字節跳動，推出年度特別節目《科學家，請回答2020》。今日出場的是“石墨烯之父”、全球唯一一位諾貝爾科學獎與搞笑諾貝爾獎雙料得主安德烈·蓋姆（Andre Geim）。

開啟二維材料新世界

2020年，產生了眾多重量級的科學成果。其中關于石墨烯的消息不算太轟動，卻有可能給大眾的生活帶來便利：有汽車廠商宣布石墨烯電池研制成功，華為也取得了石墨烯電池的專利。電動汽車的續航瓶頸有望得到解決，手機電量焦慮癥也很有可能被根除。

這一切得益于石墨烯。石墨烯是目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的新型納米材料。它可用于航空航天、軍事高精尖領域。因此被稱為“新材料之王”。

在節目中，蓋姆介紹了石墨烯的最大特色：“你環顧四周時，目光所及均為三維材料，有厚度、長度、寬度。但石墨烯僅由一層碳原子構成，是二維材料。

“這顛覆了古往今來所有科學家的認知。我獲得諾貝爾物理學獎，并不是因為什么具體的應用，而是因為石墨烯的出現，開啟了二維材料的新世界。”

蓋姆在節目中介紹石墨烯的特色。圖｜WLF獨家

打開腦洞，打開科學之門

令人匪夷所思的是，如此巨大的突破，竟然是以一種“小學生做手工”的方式完成的。

在蓋姆之前，有眾多科學家利用各種先進儀器與技術，希望能切割出單層原子的碳結構，均未能如愿。

2004年，腦洞大開的蓋姆和同事，突然有了一個想法，他們在一張涂滿鉛筆筆跡的紙上，用透明膠帶反復粘貼，如此一來，竟剝離出僅由一層碳原子構成的薄片，也就是石墨烯。

其實，實驗室里用膠帶粘石墨是常規操作。因為石墨是片狀結構，需要用儀器觀察石墨時，研究員往往會用膠帶去除石墨表層，從而露出一個干凈的表面。但別人撕下來的膠帶都被丟進了垃圾桶，只有蓋姆對廢棄的膠帶和粘著的石墨表層產生了好奇，并動手干到底。

好奇，驅動著手的實驗行動，這就是蓋姆的風格。在因為發現石墨烯獲得2010年諾貝爾物理學獎之前，蓋姆因為“磁懸浮青蛙”，獲得了2000年搞笑諾貝爾物理學獎。這一“成果”的誕生，則是因為蓋姆對實驗室里能產生20特斯拉強磁場的超導磁鐵產生了好奇：如果把水、甚至生物體丟進這樣的強磁場里，會發生什么？就這樣，一只青蛙在磁場里，飛了起來。