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全球唯一双料诺奖得主安德烈·盖姆：面对难题，永葆好奇

2020-12-31 12:22

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创 Kai 世界顶尖科学家论坛

世界顶尖科学家论坛（WLF）联手字节跳动，推出年度特别节目《科学家，请回答2020》。今日出场的是“石墨烯之父”、全球唯一一位诺贝尔科学奖与搞笑诺贝尔奖双料得主安德烈·盖姆（Andre Geim）。

开启二维材料新世界

2020年，产生了众多重量级的科学成果。其中关于石墨烯的消息不算太轰动，却有可能给大众的生活带来便利：有汽车厂商宣布石墨烯电池研制成功，华为也取得了石墨烯电池的专利。电动汽车的续航瓶颈有望得到解决，手机电量焦虑症也很有可能被根除。

这一切得益于石墨烯。石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的新型纳米材料。它可用于航空航天、军事高精尖领域。因此被称为“新材料之王”。

在节目中，盖姆介绍了石墨烯的最大特色：“你环顾四周时，目光所及均为三维材料，有厚度、长度、宽度。但石墨烯仅由一层碳原子构成，是二维材料。

“这颠覆了古往今来所有科学家的认知。我获得诺贝尔物理学奖，并不是因为什么具体的应用，而是因为石墨烯的出现，开启了二维材料的新世界。”

盖姆在节目中介绍石墨烯的特色。图｜WLF独家

打开脑洞，打开科学之门

令人匪夷所思的是，如此巨大的突破，竟然是以一种“小学生做手工”的方式完成的。

在盖姆之前，有众多科学家利用各种先进仪器与技术，希望能切割出单层原子的碳结构，均未能如愿。

2004年，脑洞大开的盖姆和同事，突然有了一个想法，他们在一张涂满铅笔笔迹的纸上，用透明胶带反复粘贴，如此一来，竟剥离出仅由一层碳原子构成的薄片，也就是石墨烯。

其实，实验室里用胶带粘石墨是常规操作。因为石墨是片状结构，需要用仪器观察石墨时，研究员往往会用胶带去除石墨表层，从而露出一个干净的表面。但别人撕下来的胶带都被丢进了垃圾桶，只有盖姆对废弃的胶带和粘着的石墨表层产生了好奇，并动手干到底。

好奇，驱动着手的实验行动，这就是盖姆的风格。在因为发现石墨烯获得2010年诺贝尔物理学奖之前，盖姆因为“磁悬浮青蛙”，获得了2000年搞笑诺贝尔物理学奖。这一“成果”的诞生，则是因为盖姆对实验室里能产生20特斯拉强磁场的超导磁铁产生了好奇：如果把水、甚至生物体丢进这样的强磁场里，会发生什么？就这样，一只青蛙在磁场里，飞了起来。