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他可能是最逗比和最幸运的诺奖得主了,竟然手撕石墨烯

之前,超模君讲了

搞笑诺奖扫地僧格劳伯,
专注扫地二十年,

年过八旬终获诺奖的故事。



这次,超模君要介绍的这个人,
同样是经过搞笑诺奖的“洗礼”,
最终走上了真正的诺奖领奖台。。。
他就是安德烈·海姆(Andre Geim),
世界上首位诺贝尔奖+搞笑诺奖双料得主,

手执两个诺贝尔物理学奖的男人啊!



话说,
相对于超模君之前介绍的那些大神,
海姆的前半生是在是太不显眼了,
以至于超模君找不到任何一张
他还没“红”时的照片。。。
1958年,海姆出生在俄罗斯索契市的一个犹太家庭,
以很正常的速度,
于1987年,在俄罗斯科学院固态物理研究所获得博士学位后,
海姆在科学院下属的微电子技术研究所找了一份临时工,

成为一名普通的研究员。




在读博期间,
海姆(跟着导师)进行的研究都是那些“low到爆”的课题,
比如他的博士论文《通过螺旋共振法研究金属中运输松弛的机制》,

这些在他开始博士生涯的十几年前就已经没落了。




但是,
经历了这些(痛苦)之后,
海姆也学到受益终身的东西,就是
“以后我的学生,我打死都不会让他们去研究那些已经死了很久的课题!”

深受其害啊。。。




在科学院的那份临时工,
海姆也是异常艰辛,
用了整整一年的时间,
才与导师彻底脱离了学术上的关系。
后来便开始了“各地流浪”的生活。
海姆辗转在英国诺丁汉大学、巴斯大学
以及丹麦哥本哈根大学之间,
主要的研究方向是介观物理,
包括二维电子气体,量子点接触,
共振隧穿,量子霍尔效应等
如此频繁换工作的海姆,
除了是想尝试更多新的研究领域,
还有一个很重要的原因,就是:
赚的钱太少了,生活艰难,

大写的穷啊!





终于在1994年,
此时已经发表了足够多的优质论文,
以及参与了很多学术会议的海姆,
终于找到了一份正式工作:
荷兰奈梅亨大学副教授,
而且还拿到了研究经费,
海姆表示:

终于可以愉快地做研(doù)究(bī)了!




很快,海姆就陷入磁悬浮的魔力当中。




在奈梅亨大学的实验室里,
有个强大的超导磁铁,
能够产生20特斯拉的磁场,
然而,当时海姆所进行的研究介观超导只需要极其微弱的磁场(小于0.01特斯拉),
根本用不上如此高大上的仪器,
实验室里负责这些仪器的研究员就更加用不上了。。。
研究员:有这么好的仪器跟这么优秀的我们,

你竟然不用!




久而久之,
海姆看着这些(一脸幽怨的)研究员,
莫名感到有些愧疚,
觉得应该将这些强大的电磁铁用起来。
而这仪器有一个很明显的优势:
它可以在常温下工作,
不需要像其他超导磁铁那样需要冷却到液氦的温度。
然而,这个在一般人看来,
根本不算优势!
因为大部分的凝聚态实验都是
需要在极低温的环境下进行的。。。

2333333~




正当同事们都在苦恼的时候,
海姆偶然间灵光一现,
想起许多年前一直以失败告终的“磁化水”实验,
想着:“如果磁化水效应真的存在,
那么20特斯拉的强磁场应该可以产生比0.1特斯拉的普通永久磁铁明显得多的效应。”
于是,在某个星期五的晚上,
海姆终于忍不住向实验室泼水了!
只见他将水倒进了实验室正在产生巨大磁场的仪器里。
结果,在场的所有人都震惊了,
包括那些一辈子都于磁场打交道的研究员,
还以为这是在搞什么恶作剧!
因为,倒进仪器里的水,
竟然没有流出来,

而是悬在磁铁的中心!




悬浮水滴背后的物理原理:水存在微弱的逆磁效应,如果在外加磁场强度为B的时候,水就能产生0.00001*B的磁场来抵抗它。
研究员们之所以震惊,是因为水的磁性要比磁铁的磁性弱10亿倍,竟然也抵消掉了水的重力。。。
海姆还用木棍去搅动这些水,有时又改变一下磁场的强度,
看着这些水在磁场里抖来抖去,觉得有趣极了,

就这样,玩了一个多小时。。。




在接下来的几个月里,
海姆像上瘾了似的,
无论是谁出现在实验室,
他都要亲自展现一遍“磁悬浮水滴”。
再后来,

海姆直接将一只青蛙丢了进去。。。




然后,

青蛙身不由己地“飞了起来”。。。




因为这只青蛙,
海姆一炮而红,
于2000年,
获得了“搞笑诺贝尔物理学奖”,
并且在颁奖那天,
海姆非常兴奋地去领奖了!
(搞笑诺奖可不是每个人都敢去领的)
例如:去年大众汽车由于尾气排放数据造假,获得了搞笑诺贝尔化学奖。
颁奖词:大众公司总能 “通过自动化方式 ”,成功解决汽车排放污染问题。
在颁奖现场,海姆一如既往地忍不住演示了一遍
青蛙如何飞行起来,

完事后还可以若无其事地回到田间吃蚊子。




这个实验还被评为了18年来“搞笑诺贝尔奖”最受欢迎的十大成果之一,

现在,这一原理也被收入国外一些大学的物理课本中。




有了第一次,就会有第N次,
海姆继续向其他动物“下手”,
他看着壁虎能够飞檐走壁,
便模仿壁虎爪子的结构,
研究出了一种有着极小绒毛的材料,

这种材料仅是1cm²就能支撑1kg的重量。



后来,科学家们在海姆的基础上,

研制出了名副其实的“壁虎手套”,

成功实现飞檐走壁。



超模君上面有提到,
被导师虐了好久的海姆,
如今为人师,
一不小心也走上了虐学生的道路。
自“磁悬浮水滴”之后,
在每个星期五的晚上,
海姆都莫名想要
做一些不符合常规的实验。
正值海姆在研究石墨,
经过深入的文献调研后,
海姆想要看看倘若制成了
仅有一层的石墨薄膜,

会不会又出现石墨奇迹呢?




石墨的晶体结构:层与层间相邻碳原子之间以范德华力(分子间作用力)相连,因此石墨片层之间容易滑动,石墨晶体容易裂成麟状薄片。

于是,他就把一块厚度约几毫米,直径3厘米的人造石墨,和一台高级抛光机,扔给了学生姜达,让他去把这块石墨磨到最。。薄。。。




经过几个月的打磨,

姜达终于将石墨磨到了自己的极限,
心满意足地将成果交给导师海姆。
然而,海姆拿着显微镜看完之后,
非常不满意:

“这也太厚了吧,足足有10微米!”



这时,一位同事刚好在摆弄

已经扔到垃圾桶的胶带,
海姆又是灵光一现,
立马捡起一片胶带,
用显微镜观察,
发现胶带上的石墨竟然比姜达用抛光机磨了几个月的都薄!!!
石墨是一种常用的STM(扫描隧道显微镜)基准样品。而人们制作STM的样品时,都是用胶带把石墨表层撕掉,从而露出一个干净新鲜的表面来供STM扫描。

然而,用完的胶带都直接扔垃圾桶了,从来没有人观察过胶带上的石墨。。。




既然这样,

实验室的抛光机就等于报废了,
海姆便开始每天拿着石墨、玩胶带:
粘了又撕,撕了又粘。
然后,

只有一个原子厚度的石墨烯就出来了!



石墨烯(Graphene),又名“黑金”,既是最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料,如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床,本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。

石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。

就这样,海姆成为了世界上第一个得到石墨烯的人。




其他一票科学家,

看着海姆用胶带撕出来的石墨烯,
看看自己实验室那些精密的仪器,

内心还真是无比复杂啊。。。




而这项研究成果,

也直接让海姆走上了真正的诺贝尔领奖台。
于2010年,由于率先做出石墨烯,

并测试了其物理性能海姆被授予诺贝尔物理学奖。




尽管这几年来,

很多人就在讨论说石墨烯的研究
很可能是诺贝尔奖的大热门,
但海姆还是从来都没想过自己会得奖。
就算诺奖公布的前一天,
他也毫不在意,继续工作到深夜,
安心睡觉。
第二天起床后,
压根儿没想过自己会拿奖的海姆

就一脸懵逼地接受了诺奖的采访。




不过,海姆还是很淡定的,

他说:
“其实,获奖并没有什么,
我还是会继续努力工作,
继续平常生活,

继续用玩游戏的心态做研究。”


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