王愛軍
2010年10月5日,本年度諾貝爾物理學獎揭曉,獲獎?wù)呤怯鼜厮固卮髮W科學家安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫,這對師徒對人類的巨大貢獻在于,他們找到了“史上最薄和最強”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刻,有一個中國人卻在扼腕嘆息,因為他與諾貝爾獎失之交臂的距離,僅僅在幾微米之間。
這個中國人是安德烈?海姆教授在2003年新招的一個博士生。博士生剛一來,海姆就交給了他一塊石墨,讓他打磨出小薄片來,交代他說越薄越好,同時交給這名博士生使用的還有一部精密的打磨儀器。
三個星期后,博士生興沖沖地拿著打磨出來的石墨薄片來見海姆,說成功了。海姆用顯微鏡觀察了一下,這個薄片大約有10微米,也就意味著大約有1000層碳原子。
海姆問博士生:“你還能弄得更薄一點嗎?”
博士生回答說:“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。作為從俄羅斯過來的科研人員,海姆深受經(jīng)費緊縮之苦,但也使他養(yǎng)成了節(jié)儉的習慣,他的主張是,最大程度地利用手邊的器材和知識做出好的科學。當他聽到中國的博士生毫不在意多費一塊石墨的口氣時,海姆的話就不那么中聽了。他對博士生說:“你不需要為了一個薄片而把整塊石墨都用光啊?!?/p>
博士生則回敬道:“你這么聰明,那你自己干?。 ?/p>
博士生的話說到這個份兒上,海姆作為導師別無選擇,只有親自上陣了。
這次海姆選擇了連博士學位還沒有拿到的康斯坦丁?諾沃肖洛夫作為助手,他看中諾沃肖洛夫的是他對一切事物都充滿好奇和熱情的工作態(tài)度。
面對博士生的逼宮,海姆顯然不能示弱,他們在博士生送回來的那片石墨上繼續(xù)研究。
海姆沒有在博士生面前丟臉,并不是因為他使用了什么更為先進的儀器。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,是因為研究小組當時引進了一位技術(shù)員來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,這樣就會有碎片脫落,粘在膠帶上。當然這時碎片仍然是相對很厚的。海姆對折膠帶,再粘一次,這樣就能得到更薄一些的碎片。不斷重復這個過程,在一個星期的時間里,他們就成功地把石墨薄片做到了只有10層厚。后來,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,帶來下一次電子工業(yè)革命的,只有一個原子厚的新型材料。
獲得諾貝爾獎之后,諾貝爾基金會的人跟海姆通電話,他說,他的實驗“向人們展示了,你事實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的設(shè)備的地方。你在設(shè)備上處于二三流的大學里……也能做出令人驚訝的東西”。“我希望,這作為一個案例能給年輕一代帶來更多的激發(fā),啟示他們,不在最好的地方和最好的時間也照樣能做出東西”。
是的,只要你足夠努力,一切都有可能。事實上,1000層碳原子與石墨烯的發(fā)現(xiàn)只差一步之遙,中國人的諾貝爾夢想是如此之近,但卻因為博士生浮躁的心態(tài),使咫尺變成了天涯。很多時候,一個人做事的態(tài)度,就決定了他成長的高度。
(圖/大衛(wèi)卡森)