這年,英國曼切斯特大學(xué)的俄羅斯裔科學(xué)家安德烈·海姆和他的學(xué)生康斯坦丁·諾沃肖洛夫,用一種近乎兒戲的方式分離出這種神奇的材料。
透明膠。
是的,透明膠,就是實(shí)驗(yàn)工具。
分離的方法也讓人目瞪口呆。他們把一塊石墨薄片粘貼在透明膠上,然后用另一段透明膠粘住石墨片的另一面,再輕輕撕開兩段透明膠,石墨薄片就被剝離成兩片更薄的石墨片。
重復(fù)數(shù)次。
他們終于獲得了單層原子厚度的石墨烯。經(jīng)過處理后,從透明膠上取下石墨烯薄膜,在電子顯微鏡下面觀察到,室溫下,石墨烯的平面晶體結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定存在。
憑借這個(gè)發(fā)現(xiàn),海姆和諾沃肖洛夫獲得了2010年的諾貝爾物理獎(jiǎng)。頒獎(jiǎng)典禮上,組委會(huì)說:“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可以和愛迪生發(fā)明電燈媲美。”
安德烈·海姆是個(gè)奇人,他是世界上第一個(gè)既獲得了諾貝爾獎(jiǎng),又獲得了搞笑諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家。
2000年,他和邁克爾·貝瑞爵士使用磁性克服重力作用,使一只青蛙懸浮在半空中。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了,雖然青蛙沒有正常的磁性,但把它們放置在一個(gè)電磁場(chǎng)中可以實(shí)現(xiàn)磁性。而且這種磁性數(shù)倍強(qiáng)于磁共振成像(MRI)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。他們推測(cè)使用類似方法,可以克服重力作用,讓人在半空中漂浮起來。
石墨烯的未來
一秒鐘,傳輸10部高清電影
據(jù)海姆的觀察推測(cè),石墨烯如此神奇,是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)近乎完美,電子運(yùn)動(dòng)速度奇快。
它獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)等性質(zhì)決定了它有廣闊的應(yīng)用前景。自從安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功分離出石墨烯之后,科學(xué)家們掀起了石墨烯應(yīng)用研究的狂潮。
今年3月5日,美國佐治亞理工學(xué)院無線寬帶網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的伊恩·奧凱迪斯教授發(fā)表文章,提出石墨烯無線天線的新構(gòu)想。照他提出的石墨烯天線模型,短距離內(nèi)無線數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到兆兆位/秒將成為現(xiàn)實(shí)。
這個(gè)速度意味著,揮一下手機(jī),一秒內(nèi),10部高清電影就傳輸?shù)揭幻變?nèi)的另一臺(tái)手機(jī)中了。
石墨烯材料制成的天線,能夠以太赫茲(THz)的頻率正常工作,遠(yuǎn)超目前常規(guī)的百兆赫茲(MHz)、千兆赫茲(GHz)天線,目前最先進(jìn)的無線設(shè)備,也無法與其匹敵。
不過這根天線要投入商用,還需解決一個(gè)問題:信號(hào)穿過障礙物時(shí),如何使信號(hào)衰減降至最低。因此近期能被廣泛應(yīng)用的可能性很小。伊恩·奧凱迪斯教授正在尋找解決方案。
諾基亞手機(jī),以后不能敲核桃了
“不務(wù)正業(yè)”的諾基亞公司,也瞄準(zhǔn)了石墨烯。
在諾基亞研究中心的官方網(wǎng)站上,有這樣一條消息:今年1月28日開始,歐盟將在接下來的10年間投入10億歐元,贊助石墨烯材料的研發(fā)工作。
諾基亞就是獲得這項(xiàng)資金捐助的公司之一。諾基亞從2006年開始,就有團(tuán)隊(duì)專門致力于開發(fā)石墨烯材料在手機(jī)中的應(yīng)用。
諾基亞將會(huì)把石墨烯應(yīng)用在哪些方面呢?
一份由諾基亞研究中心編寫的石墨烯在手機(jī)中應(yīng)用文檔中,可以看出些玄機(jī)。
石墨烯觸覺反饋設(shè)備。
當(dāng)你的手機(jī)屏幕上顯示出一幅絲綢的圖片,你觸摸屏幕時(shí)會(huì)有摸到絲綢的順滑感覺。
可以彎曲、折疊的柔性透明手機(jī),這個(gè)手機(jī)還不容易發(fā)熱。
看來諾基亞看中的是石墨烯的柔韌性、可拉伸性以及可變形特性,也就是說,諾基亞研究石墨烯材料,不是為了讓手機(jī)變得更硬,而是變得更軟。
未來的諾基亞手機(jī)應(yīng)該不能用來敲核桃了。
不知道它會(huì)怎樣改變世界
作為一種性質(zhì)獨(dú)特的新興材料,關(guān)于石墨烯應(yīng)用的研究層出不窮。
根據(jù)現(xiàn)在的研究成果,將來的世界會(huì)這樣子:
未來半導(dǎo)體的材料可能不再是硅,石墨烯做成的晶體管會(huì)讓超高速計(jì)算機(jī)不再是理論設(shè)想;
塑料可能不再是絕緣體,在塑料里摻入百分之一的石墨烯,就能使塑料具備良好的導(dǎo)電性;
汽車、飛機(jī)和宇宙飛船,外殼可能就是薄、輕、拉伸性好和超強(qiáng)韌石墨烯材料。
這樣夢(mèng)幻般的情景,離實(shí)際還有距離,甚至十分遙遠(yuǎn)?,F(xiàn)在我們唯一知道的是,這種二維的碳,會(huì)給人類世界帶來巨大改變。改變到底有多猛烈多深遠(yuǎn),沒人知道。
評(píng)論