“撕”開石墨烯的面紗
在當代科學史上,石墨烯的發現是一段令人驚嘆的故事。這種單層碳原子構成的材料擁有驚人的特性,引發了科學界對其應用潛力的巨大興趣。讓我們一起跟隨一些杰出的人物,探索石墨烯的奇妙旅程。
一、石墨烯-意外之喜
石墨烯的發現者之一是英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈·蓋姆(Andre Geim)。在2004年,蓋姆和他的團隊通過一系列實驗,意外地利用透明膠帶制備出了石墨烯這種二維材料。這項工作為他贏得了2010年諾貝爾物理學獎。
二、累壞博士生
事情始于蓋姆購買了一塊高定向熱解石墨(HOPG),這是一種純度極高、通常用于分析的石墨材料。他希望制作出盡可能薄的薄膜。他將這個任務交給一位博士生,提供了一臺高級的拋光機。
幾周后,這位博士生交給蓋姆一個培養皿,里面有一塊石墨板。蓋姆用顯微鏡觀察后發現,這塊石墨還是太厚了。蓋姆詢問能否再磨得更薄,但博士生告訴他需要另一塊石墨,而且很累,博士生拒絕了蓋姆的要求。
博士生明確表示:
沒辦法,蓋姆不得不自己動手。他觀察到博士生在磨石墨時使用透明膠帶,將其貼在石墨表面。好奇的蓋姆問起這個做法,博士生解釋說膠帶可以將表面的臟污撕下來,再使用干凈的表面來磨。這一觀察引發了蓋姆的靈感。
三、自己動手
蓋姆將經過石墨表面的膠帶放在顯微鏡下觀察,發現膠帶上的石墨層比之前通過磨削得到的石墨片要薄得多,有些甚至只有幾十個原子層的厚度。蓋姆將膠帶對折,再次粘合和拉開,這樣膠帶兩端都附著了石墨層,而這些石墨層也變得更薄。反復多次這個過程,當石墨層的厚度減少到只有一個碳原子厚度時,石墨層便轉化為了石墨烯。
通過膠帶的反復粘貼和撕開,蓋姆得到了一個重要的發現。他發現了石墨烯的存在,并引發了全球科學界對石墨烯研究的熱潮。
四、諾貝爾獎
蓋姆和他的同事康斯坦丁·諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)因為這項突破性的發現共同獲得了2010年諾貝爾物理學獎。為石墨烯的研究開辟了全新的領域。
石墨烯的發現充滿了故事性,對于用膠帶撕出諾貝爾獎的事情,你怎么看呢?是不是感覺自己錯過了得諾貝爾獎的機會呢?
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原文標題:石墨烯的奇跡之旅:“撕”出來的諾貝爾獎
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