“石墨烯雖然現(xiàn)在已不是一個新詞，但它將不斷帶給我們新驚喜。”9月20日下午，在浙江大學(xué)的報(bào)告臺上，2010年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、英國曼徹斯特大學(xué)介觀科學(xué)與納米技術(shù)中心主任安德烈·海姆和數(shù)百名浙大師生分享了石墨烯的發(fā)現(xiàn)過程，并表達(dá)了他對石墨烯科研和應(yīng)用前景的強(qiáng)烈信心。

    這次報(bào)告會是浙江大學(xué)迎接120周年校慶重要活動“學(xué)術(shù)大師大講堂”系列講座之一。海姆是繼馬斯金、莫言、克萊齊奧等人后，又一位走進(jìn)浙江大學(xué)的諾貝爾獎得主。現(xiàn)場他還正式受聘為浙大名譽(yù)教授。

    膠帶紙拉出最薄的材料

    2004年，海姆和同事康斯坦丁·諾沃肖洛夫用普通膠帶紙從石墨中剝離出只有一個原子厚度的二維材料石墨烯，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。19日才抵達(dá)杭州的海姆，雖然對時(shí)差還有些不適應(yīng)，但在談?wù)撚嘘P(guān)石墨烯的話題時(shí)，發(fā)自內(nèi)心的熱愛，讓他充滿了激情。

    石墨烯的發(fā)現(xiàn)有多重要？在海姆開始做報(bào)告之前，浙江大學(xué)高分子系教授高超先給在座觀眾做了一次“科普”：“歷史學(xué)家根據(jù)人類使用的材料，將人類歷史劃分為 石器時(shí)代 青銅時(shí)代 鐵器時(shí)代 信息時(shí)代 （即 硅時(shí)代 ）等等。石墨烯作為碳的一種特殊形態(tài)被發(fā)現(xiàn)，或許為人類開啟了邁向 碳時(shí)代 大門的可能性。”

    可以彎曲，可以折疊，又不易碎——這樣的手機(jī)，聽起來就像科幻電影里的道具一樣不可思議。然而，在今年初就有相關(guān)報(bào)道說，中科院重慶研究院制備出了這種“高科技手機(jī)”，而石墨烯就是成功研制它的關(guān)鍵。可彎曲電子產(chǎn)品只是石墨烯開發(fā)應(yīng)用的一個例子。除此之外，石墨烯還可以應(yīng)用于鋰電池導(dǎo)電添加劑、改性防腐涂料等領(lǐng)域。

    海姆為什么對石墨烯的科研和應(yīng)用前景保持樂觀？他認(rèn)為，這源于對石墨烯的認(rèn)識和理解。報(bào)告會上，海姆介紹，石墨烯是目前為止發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬的材料，擁有最大的比表面積，可以被拉伸，并且在傳導(dǎo)性和穩(wěn)定性方面性能卓越，特別是具有非常高的熱傳導(dǎo)性和電傳導(dǎo)性。一層石墨烯厚度只有0.3納米，也就是說，如果能用石墨烯取代紙張來印書，那么一本《新華字典》那樣厚的書，就會有100億頁。

    “石墨烯性能卓越。自從它被發(fā)現(xiàn)后，越來越多的學(xué)者開始關(guān)注該領(lǐng)域。” 如今市場上各種“石墨烯產(chǎn)品”層出不窮，但當(dāng)前對石墨烯材料的應(yīng)用，還僅僅停留在對已有材料的改進(jìn)方面。海姆相信，這有助于商業(yè)化，從而促進(jìn)石墨烯的研究和發(fā)展。

    好奇心是科學(xué)的敲門磚

    作為一個榮獲諾貝爾獎的優(yōu)秀物理學(xué)家，海姆對浙大師生的科研和學(xué)習(xí)有什么樣的建議呢？海姆用實(shí)際行動給出了答案，那就是“保持好奇心”。用普通膠帶紙“撕”出石墨烯，從而獲得諾貝爾獎，就是源于他那顆“什么都想試一試”的好奇心。

    當(dāng)幻燈片上出現(xiàn)了一只“飛翔的青蛙”時(shí)，臺下觀眾不約而同地發(fā)出笑聲。了解海姆的人都知道，這只青蛙使海姆獲得了2000年的伊格諾貝爾獎（又稱“搞笑諾貝爾獎”）。伊格諾貝爾獎的評委中有些是真正的諾貝爾獎得主，它的頒獎目的是選出那些“乍看之下令人發(fā)笑，之后發(fā)人深省”的研究。

    海姆所在的實(shí)驗(yàn)室中，有一臺能產(chǎn)生強(qiáng)大磁場的設(shè)備。因?yàn)楹闷妫Ｄ钒阉惯M(jìn)了這臺設(shè)備，發(fā)現(xiàn)水浮空了。繼而，他又把西紅柿、草莓等等東西丟了進(jìn)去。“丟進(jìn)一只青蛙”是最異想天開的一次嘗試。這個有趣的實(shí)驗(yàn)演示了電磁學(xué)的一個經(jīng)典原理，如今已被收入國外的大學(xué)物理課本。

    “飛行青蛙”和“石墨烯的研究”屬于不同領(lǐng)域，其間唯一的關(guān)聯(lián)就是好奇心和探索的樂趣。

    “我們對周圍事物的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”在報(bào)告的最后，幻燈片定格在了鉛筆寫下的單詞“graphene”（石墨烯）上。“鉛筆在幾百年前就被發(fā)明，鉛筆芯則是碳組成的。然而幾百年里，我們對石墨烯一無所知。”海姆相信，解決具有挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題，往往不需要用高深的理論或復(fù)雜的儀器，人們對日常生活細(xì)致的觀察與靈活的運(yùn)用，才是那塊最關(guān)鍵的“敲門磚”。