他的諾是一根膠帶紙撕出來的

良多人曉得“石墨烯教父”的傳說,是源于一段膠帶紙。海姆今天跟大師分享了膠帶紙撕出石墨烯的故事。

搞笑諾以荒誕卻充滿科學意義的科學研究出名,海姆傳授的獲項目叫“翺翔的青蛙”。這也是今天他講的第一個“隨便”的嘗試。

禮拜五晚上的嘗試

若是未來浙大學子成爲海姆傳授的學生,他會帶著濃厚的俄語口音跟你說:“嘗試看似不以爲意,但立異的點子卻不是漫無目標的。”聽聽他今天講的三個故事,你就大白了。

海姆和伴侶設想出了一種可以或許模仿壁虎腳趾上絨毛的材料,他跟嘗試室的學生們開打趣說:“喏,你們拿去,能夠當蜘蛛俠嘞!”

在大約15年的時間裏,海姆的“禮拜五晚上嘗試”一共做了二三十個如許的嘗試,能夠想見,大部門的都完全失敗了。但他們有3個嘗試成功了:磁懸浮、壁虎膠帶,以及後來爲海姆和學生諾沃肖羅夫博得諾的石墨烯嘗試。

主要的是,這些嘗試需要好幾個月的橫向思慮,毫無明白目標地查閱不相關的文獻。“最終,你會找到一種感受——留意是感受而不是設法——你會感受到什麽問題研究一下可能會很風趣。”

故事一:

旁邊嘗試室有一位來自烏克蘭的高級研究員奧列格,海姆告訴他:“我們正在做的工作,是要把一座山磨成一顆沙。”奧列格是掃描地道顯微鏡方面的專家,他從本人的嘗試室拿來了一根粘著石墨片的膠帶——聽說這是他從一個垃圾桶裏翻出來的。

讓青蛙“飛”起來

磁懸浮嘗試如斯風趣,讓海姆“上了瘾”。

而讓人驚訝的是,有的時候失敗並未如期而至。海姆講到的第二個嘗試“壁虎膠帶”,就是如許的一個例子。

今天,2010年諾貝爾物理學得主安德烈·海姆傳授,正式受聘爲浙江大學名望傳授。

故事二:

海姆先是學生用抛光機打磨人造高定向熱解石墨,想磨出一塊超薄的石墨烯來。磨了幾個月後,學生給了海姆一個玻璃盒子,底部躺著一塊小小的石墨片。“他說這曾經是用抛光機能做到的薄膜的極限了。”可海姆用光學顯微鏡察看了一下,估量它大約有10微米厚,“這太厚了”。

“這些龐然大物可以或許發生20特斯拉的,極其費電,我們只能在每天晚上電價廉價的時候用幾個小時。”

“它給我上了主要的一課,那就是測驗考試和我的專業範疇八棍子撂不著的研究,有可能會發生很是風趣的成果,即便最後的設法可能是極其簡單的。這段履曆影響了我的研究氣概。”從那當前,海姆起頭做一些不合常規的嘗試測驗考試,而且稱它們爲“禮拜五晚上的嘗試”。

上世紀90年代,海姆已經是荷蘭奈梅亨大學副傳授。其時,他地點的嘗試室最次要的設備劣勢是強大的電磁鐵。

此後,整個團隊加班加點在嘗試室制備樣品,丈量和闡發數據,提煉出了石墨烯樣品,並搞清晰了它的電子學性質。2004年9月,他們的論文頒發在《科學》上。6年後,海姆爲此獲得了諾貝爾物理學。

“雖然它有些荒誕,可是這個嘗試讓人們從頭審視逆磁效應,我們不再認爲它是一種微不足道的性質了。”

故事三:

海姆起頭不以爲意地大量翻看文獻,無意中看到了傳說中的“磁化水”現象——聽說,把一塊永世磁鐵放在熱水龍頭上能夠防止水垢在水管裏的構成。在某個周五的晚上,他把一點水倒進了嘗試室正在發生龐大的儀器裏。“很明顯,沒有人已經測驗考試過做如許傻的工作,雖然這品種似的儀器界上幾個嘗試室裏曾經具有了幾十年了。”

之後,海姆起頭用這種橫向思慮,來設想本科生和研究生的課題。學生們對于這種研究體例老是感應很興奮。

當然,更成心思的是海姆傳授今天給浙大師生作的,作爲浙大120周年校慶之學術大師大課堂系列之一,他的標題問題是:《RandomWalktoGraphene(直譯是:安步至石墨烯》。意譯過來,用中國詩人陶淵明的詩句再合適不外:“采菊東籬下,悠然見南山。”

不外,這種人造材料比不上壁虎的腳趾。顛末幾回粘貼和分手之後,它的黏附力就完全消逝了。“可是,這仍不失爲一個主要的驗證性嘗試,它了其他人在這個範疇中的深切研究。我們但願某一天人們可以或許複制出像壁虎腳趾那樣的布局和具有潔淨功能的膠帶。如許這項研究就能夠成産物了。”

一根膠帶撕出的諾

海姆傳授說,直到此刻,城市豐年輕人跟他打招待,“傳授我認識你!不外不是由于石墨烯,而是由于懸浮青蛙。”

爲了不影響學生們的一般進修和結業,這些研究凡是耗時不跨越幾個月。雖然跟著每一次的失敗漸成現實,開初的熱情城市慢慢衰退,但這些普遍摸索的研究履曆是他們人生中的價值千金。

一個偶爾的機遇,他讀到一篇文章,描述了壁虎超強的攀爬能力背後的道理,“壁虎腳趾上籠蓋著很多微細的絨毛,每一根絨毛可以或許和它要攀爬的概況發生微弱的範德瓦爾斯力(10的負九次方牛頓量級),可是億萬根如許的絨毛就足以發生龐大的吸引力,從而能夠使得壁虎爬上任何物體概況,以至玻璃天花板。”

這位被學界稱作“石墨烯教父”的俄裔傳授,本年58周歲,服裝低調。白襯衫、黑西褲、黑皮鞋,不外又不失時髦風度,白襯衫的門襟一邊和領子襯裏繡著一圈格子斑紋,要曉得此刻文娛圈帥哥們喜好的白襯衣,也不外是這點心計心情。

一般在嘗試前,研究員城市用膠帶把石墨表層撕掉,從而顯露清潔新穎的概況來供掃描地道顯微鏡掃描,從來沒有人細心看過扔掉的膠帶上有些什麽工具。海姆把歐列格的膠帶放在顯微鏡底下,發覺有一些碎片遠比學生制造的那塊要薄。

但有點尴尬的是,海姆團隊其時做的課題僅僅需要很是微弱的(小于0.01特斯拉)。海姆說,“我感覺本人有義務找到一些能夠操縱到這些強大的電磁鐵的研究課題。”

讓人極爲驚訝的是:水並沒有從強磁鐵中流出來,水滴懸浮在磁鐵的核心,就像在太空中一樣。“這太奇異了!我們很快認識到這個現象背後的物理是我們熟悉的逆磁性。”水這麽微弱的逆磁效應,比鐵的磁性要弱10億倍,竟然能夠抵當重力。于是海姆樂此不疲地繼續往裏頭“扔”工具,“有草莓、西紅柿……還有青蛙!”就是那只出名的“翺翔的青蛙”。

海姆傳授是至今所有的諾得主中,第一位、也是唯逐個位同時獲得過搞笑諾和真正諾的雙料諾獲者。永久磁鐵磁性吸座永久強力磁鐵磁鐵