一卷胶带,撕出一片诺贝尔奖
2010 年诺贝尔物理学奖史上最快获奖之一:从论文发表到拿奖只隔六年,而起点是一块石墨和一卷透明胶带。

拿起铅笔在纸上划一道,你其实刚刚“制造”了石墨烯——铅笔芯里的石墨,就是一层层碳原子叠起来的“千层饼”,写字时蹭下来的碎屑里,藏着无数只有一层原子厚的薄片。2004 年,曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用一卷胶带把这些薄片撕了出来,六年后捧回 2010 年诺贝尔物理学奖。
你知道吗
海姆是科学圈著名的“玩家”:他此前用强磁场悬浮起一只青蛙,拿过 2000 年搞笑诺贝尔奖。他也是历史上唯一一位把诺贝尔奖和搞笑诺贝尔奖都收入囊中的科学家。
从铅笔芯到超级材料
把石墨一层层剥到只剩一层,就得到石墨烯:碳原子排成完美的六角蜂窝网,厚度只有头发直径的约十万分之一。在它之前,主流理论认为这样的二维晶体根本没法稳定存在,会自己卷起来碎掉——所以这块“看得见摸得着”的材料,反而在眼皮底下藏了几百年。
两位得主的办法朴素得可爱:用胶带反复去粘一块高纯度石墨,粘一次撕一层,越撕越薄,再把薄片放到特制基底上,用普通光学显微镜去找最薄的那几片。材料到手,性能震惊世界:它是已知最薄也最强韧的材料之一,导电导热本领一流,还几乎透明——只吸收百分之二点几的光。柔性屏幕、快充电池、新型传感器,都在排着队等它。2010 年的授奖,距离论文发表只有六年,是诺奖史上最快的获奖之一。
- 石墨烯:单层碳原子组成的二维蜂窝晶格
- 机械剥离:胶带反复撕薄的土办法
- 二维材料:厚度以原子计的全新材料家族
- 透明导电:几乎透光又能导电的本事
- 产业化:从实验室走向生产线仍在攻关
“周五晚实验”的胜利
在曼彻斯特,海姆实验室有个传统,叫“周五晚实验”:每周留出一点时间,专做那些听上去不着调的疯狂尝试——悬浮青蛙、壁虎胶带,都诞生于此。诺奖官网把石墨烯的胶带实验也归为“好玩的实验”。诺沃肖洛夫获奖时只有三十六岁。两人用行动证明:认真玩,也是科学的一部分。
想一想:你身边还有多少“熟视无睹的东西”藏着宝藏?铅笔用了几百年,没人想到剥它一层就改变材料学。下一个被撕出诺奖的,会不会就在你的文具盒里?
它证明,在实验室里随手捣鼓,也能捣鼓出一座诺贝尔奖。——安德烈·海姆(2010 年获奖后,大意)