瑞典皇家科学院10月 5日宣布,将2010年诺贝尔物理学奖授予荷兰籍物理学家安德烈·海姆和拥有英国与俄罗斯双重国籍的物理学家康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。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。现年51岁的海姆和 36岁的诺沃肖洛夫已共事多年。最初,他们各自在俄罗斯进行物理学的学习和研究。两人先是在荷兰进行研究项目,后定居英国 ,现在两人都是英国曼彻斯特大学的教授。
■成果
“铅笔划的痕迹”将带来新材料革命
瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克宣读了获奖者名单及其获奖成就。他说,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫制备出了石墨烯材料,并发现它所具有的非凡属性,向世界展示了量子物理学的奇妙。
据介绍,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫利用普通胶带成功地从石墨中剥离出石墨烯,这种材料仅有一个碳原子厚,是目前已知的最薄的材料。
而铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。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。
石墨烯虽然仅仅是一片碳,却还是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高出百倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,可以承受一只猫的重量,而吊床本身重量不足1毫克,只相当于猫的一根胡须。
石墨烯的导电性比铜更好,导热性远超一切其他材料。它几乎是完全透明的,只吸收2.3% 的光。科学家认为 ,利用石墨烯制造晶体管,有可能最终替代现有的硅材料,成为未来的超高速计算机的基础。晶体管的尺寸越小,其性能越好。硅材料在10纳米的尺度上已开始不稳定,而石墨烯可以将晶体管尺寸极限向下拓展到1个分子大小。海姆和诺沃肖洛夫已于2008年制造出 1个原子厚、10个原子宽的晶体管。
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。
瑞典皇家科学院认为,海姆和诺沃肖洛夫的研究成果不仅将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。
■人物
徒弟才36岁,师父曾获“搞笑诺奖”
海姆出生于俄罗斯索契,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。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。
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。两人在荷兰奈梅亨大学相识,诺沃肖洛夫成为海姆的一名博士生。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146万美元)诺贝尔奖奖金。
宣布获奖者并介绍获奖成果之后,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。
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)?”
本栏文图据新华社 (来源:半岛网-半岛都市报) [编辑: 修相科]