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英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫5日以石墨烯研究获得2010年度诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖评审委员会说,之所以授予这两位俄罗斯裔科学家物理学奖,是为了奖励他们“研究二维材料石墨烯的开创性实验”。
人物小传
安德烈·海姆荷兰籍,1958年出生于俄罗斯的索契,1987年在俄罗斯科学院固体物理学研究院获得博士学位,目前同时受聘于英国曼彻斯特大学和荷兰奈梅亨大学,也是荷兰代尔夫特大学的名誉教授。安德烈·海姆此前已获得许多荣誉和奖项,2000年他还获得“搞笑诺贝尔奖”——通过磁性克服重力,让一只青蛙悬浮在半空中。
康斯坦丁·诺沃肖洛夫1974年出生于俄罗斯的下塔吉尔,具有英国和俄罗斯双重国籍。2004年诺沃肖洛夫在荷兰奈梅亨大学获得博士学位。在读博士期间,他就与安德烈·海姆开始了合作研究。
安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫有许多“共同点”:都出生于俄罗斯,都是在俄罗斯开始各自的物理学研究生涯,两人现在同为英国曼彻斯特大学物理与天文学院教授,而且他们还是多年的研究搭档。
这两位教授的获奖,也使曼彻斯特大学现有的诺贝尔奖得主人数增加到4名。“这真是一个好消息。我们很高兴这两位教授在石墨烯方面的研究得到了诺贝尔委员会的最高肯定,”曼彻斯特大学校长南希·罗斯韦尔说,“这又是一个在对科学的兴趣和实践基础上作出重大发现的例子,他们的发现具有重要的社会经济意义。”
据新华社电
最薄材料
瑞典科学院一间会议室内,当地时间11时45分(北京时间17时45分),诺贝尔物理学奖揭晓。
对英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫研究的石墨烯,评审委员会发布的新闻稿称之为“完美原子晶体”,作为二维结构单层碳原子材料,强度相当于钢的100倍,导电性能好、导热性能强。诺沃肖洛夫是自1973年以来最年轻的物理学奖得主。
海姆和诺沃肖洛夫于2004年制成石墨烯材料。这是目前世界上最薄的材料,仅有一个原子厚。自那时起,石墨烯迅速成为物理学和材料学的热门话题。
目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差。而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管。
此外,石墨烯高度稳定,即使被切成1纳米宽的元件,导电性也很好。因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命。
日程不变
瑞典《每日新闻》记者问及当天后续日程安排,海姆回答:“回去工作。”
海姆前一天工作到晚9时,5日早晨接获评审委员会获奖通知时正在电脑前回复一份邮件。依照他的说法,前一天睡得不错。
“我今天打算继续工作,完成上星期没有写完的一篇论文,”他说,“我试着像以前一样生活,”因为自己不是因为获奖就会“余生停止工作的人”。
几个小时后,诺沃肖洛夫受到一名记者电话“骚扰”,却不愿放下手头实验,于是反问:“如果我现在不停下实验,是不是以后就不再有机会(接受采访)?”
海姆现年51岁,诺沃肖洛夫36岁。两人在荷兰奈梅亨大学相识,诺沃肖洛夫完成博士学业后追随海姆到英国曼彻斯特大学工作,在实验室内应用“机械微应力技术”获得石墨烯,2004年10月发表第一篇论文。
两人将分享1000万瑞典克朗(约合150万美元)诺贝尔奖奖金。
新闻发布会上,美联社记者问及石墨烯的应用前景,海姆回答,他无法作具体预测,但以塑料作比,推断石墨烯“有改变人们生活的潜力”。
些许疑问
海姆坦言,一些同事先前告诉他,石墨烯研究会成为诺贝尔奖获奖项目。他的回应是,“不认为(发表第一篇论文)6年后就会获奖”。
历年来,但凡自然科学类研究,从取得成果至获得诺奖,多数间隔几十年。
以4日揭晓的诺贝尔生理学或医学奖为例,英国人罗伯特·爱德华兹二十世纪50年代着手研究,1978年促生第一名试管婴儿,如今因85岁的年龄和恶化的健康状况无法与媒体和公众交流。
自然科学成果,需要经受时间以及后人检验。
一名记者新闻发布会后采访一名评审委员时提出疑问,海姆和诺沃肖洛夫是否仅凭最初那一篇论文就在6年后获奖,所获回答是:当然不是以一篇论文为依据,而涉及石墨烯的“分离、认定和分类”。
评审委员会认为,石墨烯可以应用于晶体管、触摸屏、基因测序等领域,同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破。
新闻稿中,评审委员会介绍,把研究工作视为“游戏”是海姆和康斯坦丁团队的特点之一,“在过程中学习,谁知道,或许有一天会中大奖”。
新华社供本报特稿
最薄最强石墨烯
有改变生活潜力
诺贝尔物理学奖评审委员会在向媒体发布的材料中介绍,石墨烯不仅“最薄、最强”,而且导电性能类似金属铜,导热性能超过所有已知材料。
神奇
石墨烯是碳的一种存在形式。
以性状类似铅笔芯的石墨为实验对象,本年度物理学奖获得者安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫最初使用普通胶带,以“粘取”方法剥离出一片石墨烯。
石墨烯几乎完全透明,却极为致密,即使原子尺寸最小的氦气也无法穿透。这些性状可由量子物理学加以解释。碳,地球上所有已知生命的基础,再次显现神奇。
妙用
石墨烯与塑料混合,可望形成导体,用于输送电子,同时具备更强的机械性能和耐热性能。
物理学奖评审委员会预期,石墨烯与塑料复合,可以凭借韧性,创制“新型超强材料”,兼具超薄、超柔和超轻特性。如果说“新材料”一词还不足以激发媒体受众的想象力,那么,评审委员会在新闻稿中告知:“今后,卫星、飞机和轿车可以用这类新型复合材料制造。”
在特定领域内,如电子行业,石墨烯因具备透明和良导体性状,适合制作透明触摸屏、透光板和太阳能电池。如用于制造晶体管集成电路,石墨烯可望超越硅晶体,突破现有物理极限,使电脑运行速度更快、能耗降低。
延伸
微观尺度上,单片石墨烯厚度为0.335纳米,20万片石墨烯叠加才可以与一丝人体头发相比。
石墨烯研究,触动物理学领域形成一个新科目,从量子物理学现象入手,可能促生一系列两维结构碳原子新材料。
事实上,早在二十世纪90年代初期,当时获称“布基球”的网格球状碳60分子成为化学界研究热门之时,碳就成为寻求新材料的重点方向。
一段时期内,据估计,化学界大约70%的论文以碳材料为课题。
如今,碳材料研究从化学延伸至物理学,从基础理论延伸至应用,各国科学家正探索并开拓各种可能性。新华社供本报特稿