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标题[新闻] 诺贝尔物理学奖 石墨烯成就师生获奖
时间Thu Oct 7 16:26:19 2010
http://scimage-news.blogspot.com/2010/10/2010.html
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world/2010-10/06/c_12631767.htm
新华网 他们曾是师生,现在是同事,他们都出生于俄罗斯,都曾在那里学习,也曾一同
在荷兰学习和研究,最後他们又一起在英国制备出了石墨烯。这种神奇材料的诞生使安德
烈‧海姆和康斯坦丁‧诺沃肖洛夫获得2010年诺贝尔物理学奖。
今年51岁的海姆目前拥有荷兰国籍,而36岁的诺沃肖洛夫拥有英国和俄罗斯双重国籍
。不管是什麽国籍,两个人的杰出成就都在英国曼彻斯特大学取得。诺沃肖洛夫至今仍把
海姆当作老师,他说与老师海姆之间有非常融洽的合作研究关系。这种融洽的合作结出了
硕果。
瑞典皇家科学院5日在介绍海姆和诺沃肖洛夫的成就时不乏溢美之词,说制备出石墨烯材
料向世界展示了量子物理学的奇妙,“有关成果不仅带来一场电子材料革命,而且还将极
大促进汽车、飞机和航天工业的发展”。
海姆和诺沃肖洛夫2004年制备出石墨烯。这是目前世界上最薄的材料,仅有一个碳原
子厚。与所有其他已知材料不同的是,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。此外,石墨烯单电子晶体管可在室温下工作。而作为热导体,石墨烯比目前
任何其他材料的导热效果都好。
科学家特别指出,石墨烯晶体管或许会将摩尔定律的寿命延长。最近数十年,制造商安装
在集成电路上的元件越来越多,集成电路上的晶体管数量差不多每两年就会翻番,这就是
着名的摩尔定律。摩尔定律总有终结的一天,比如目前所面临的一个问题是,当普遍采用
的硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差。10纳米成为硅材料技
术无法再发挥作用的小型化极限。而石墨烯晶体管却可以突破这一极限,稳定发挥作用。
海姆和诺沃肖洛夫认为,石墨烯晶体管已展示出优点和良好性能,因此石墨烯可能最终会
替代硅。
除了制造超小型晶体管,石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板,甚至太阳能电池。如果
和其他材料混合,石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体,从而使新材料更薄、更
轻、更富有弹性,因此其应用前景十分广阔。
由于成果要经得起时间考验,许多诺贝尔科学奖项都是在获得成果十几或几十年後才颁发
。而石墨烯材料的制备成功距今才6年时间,就获得了诺贝尔奖,这使诺沃肖洛夫感到意
外。他说:“今天早上听说这个消息时,我非常惊喜,第一个想法就是奔到实验室告诉整
个研究团队。”而海姆则表示,“我从没想过获诺贝尔奖,昨天晚上睡得很踏实”。
海姆认为,获得诺贝尔奖的有两种人:一种是获奖後就停止了研究,至此终老一生再无成
果;一种是生怕别人认为他是偶然获奖的,因此在工作上倍加努力。“我愿意成为第二种
人,当然我会像平常一样走进办公室,继续努力工作,继续平常生活。”
尽管海姆说要对获奖保持“平常心”,但他和诺沃肖洛夫获奖的消息乐坏了他们工作和学
习过的学校。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,曼彻斯特大学对两位
获奖者表示祝贺。”
“我们学校一下子培养了两个诺贝尔奖得主!”在5日接受新华社记者采访时,荷兰奈梅
亨大学分子材料研究所所长伊万‧霍利曼显得非常兴奋。海姆同时受聘于荷兰奈梅亨大学
分子材料研究所,而诺沃肖洛夫也曾在该校学习。霍利曼说:“海姆已在这里工作十年,
我们会和校长一起为他开香槟庆祝。另外一名诺贝尔物理学奖得主诺沃肖洛夫也是在我们
研究所获得博士学位的,我们对他们获奖感到非常高兴。”
海姆和诺沃肖洛夫的故乡是俄罗斯,并且都在俄罗斯完成了一定的学业。俄罗斯科学院副
院长麦夏茨在接受媒体采访时表示,对海姆和诺沃肖洛夫获奖表示“惊叹”,很高兴来自
俄罗斯的天才能在人才济济的曼彻斯特大学脱颖而出。
得主小传:把研究工作视为"游戏"
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”。
对海姆和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
。
海姆1958年出生于俄罗斯索契,1987年获得博士学位,现任曼彻斯特大学教
授:诺沃肖洛夫1974年出生于俄罗斯下塔吉尔,2004年获得荷兰奈梅亨大学博士
学位,现任曼彻斯特大学教授。诺沃肖洛夫是自1973年以来最年轻的物理学奖得主。
宣布获奖者并介绍获奖成果之後,会议室内大屏幕定格显现海姆和诺沃肖洛夫的照片,评
审委员会现场电话连线海姆,让他与记者互动。瑞典电视台一名记者首先提问,欲知获奖
感受,海姆答曰“意料之外、震惊”,说他忘了当天是物理学奖揭晓的日子,而话语间却
难以掩饰喜悦心情。
瑞典《每日新闻》记者问及当天後续日程安排,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”。
几个小时後,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,是不是以後就不再有机会(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
博士学业後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15
0万美元)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”。
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年後就会获奖”。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,需要经受时间以及後人检验。
一名记者新闻发布会後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年後获奖,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”.
2010年诺贝尔物理学奖新闻背景:石墨烯
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。
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。那一刻,依照先
前认知,科学界不少人相信,作为碳的二维晶体,石墨烯如此之薄,受热力学影响,不可
能稳定存在。
回想当时,海姆5日通过电话告诉获奖新闻发布会:“这是一种笨办法,真正难点是
後来……”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。
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像力,那麽,评审委员会在新闻稿
中告知:“今後,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。
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。
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