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(chuàng) Kai 世界頂尖科學(xué)家論壇

世界頂尖科學(xué)家論壇（WLF）聯(lián)手字節(jié)跳動，推出年度特別節(jié)目《科學(xué)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(xué)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(chǎn)生了眾多重量級的科學(xué)成果。其中關(guān)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(xù)航瓶頸有望得到解決，手機(jī)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(fā)現(xiàn)的最薄、最堅硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的新型納米材料。它可用于航空航天、軍事高精尖領(lǐng)域。因此被稱為“新材料之王”。

在節(jié)目中，蓋姆介紹了石墨烯的最大特色：“你環(huán)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(gòu)成，是二維材料。

“這顛覆了古往今來所有科學(xué)家的認(rèn)知。我獲得諾貝爾物理學(xué)獎，并不是因為什么具體的應(yīng)用，而是因為石墨烯的出現(xiàn)，開啟了二維材料的新世界?！?/p>

蓋姆在節(jié)目中介紹石墨烯的特色。圖｜WLF獨家

打開腦洞，打開科學(xué)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(xué)生做手工”的方式完成的。

在蓋姆之前，有眾多科學(xué)家利用各種先進(jìn)儀器與技術(shù)，希望能切割出單層原子的碳結(jié)構(gòu)，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(fù)粘貼，如此一來，竟剝離出僅由一層碳原子構(gòu)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(guī)操作。因為石墨是片狀結(jié)構(gòu)，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(jìn)了垃圾桶，只有蓋姆對廢棄的膠帶和粘著的石墨表層產(chǎn)生了好奇，并動手干到底。

好奇，驅(qū)動著手的實驗行動，這就是蓋姆的風(fēng)格。在因為發(fā)現(xiàn)石墨烯獲得2010年諾貝爾物理學(xué)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(xué)獎。這一“成果”的誕生，則是因為蓋姆對實驗室里能產(chǎn)生20特斯拉強(qiáng)磁場的超導(dǎo)磁鐵產(chǎn)生了好奇：如果把水、甚至生物體丟進(jìn)這樣的強(qiáng)磁場里，會發(fā)生什么？就這樣，一只青蛙在磁場里，飛了起來。

蓋姆的“磁懸浮青蛙”。圖｜SLATE

“我總是對周邊的一切充滿好奇。在我看來，推動基礎(chǔ)科學(xué)前進(jìn)的最大動力，就是人類源源不斷的好奇心?！?/p>

在蓋姆看來，以好奇心推動科學(xué)進(jìn)步，才能解決2020年人類面臨的各種難題。正如蓋姆在接受WLF的專訪中所言：“2021年，或許我們?nèi)詫⒗^續(xù)生存在新冠疫情的陰影中。然而禍福相依，科學(xué)取得了前所未有的關(guān)注。相信科學(xué)不但能夠?qū)⑷藗儚囊咔橹薪饩瘸鰜?，而且還能為人類當(dāng)下面臨的諸多問題提供解決方案?！?/p>