安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫
今年的诺贝尔物理学奖可能最具娱乐性：一对师徒用透明胶带在制作铅笔芯的石墨中发现了一种二维平面材料，他们中的一位还曾获得过“搞笑诺贝尔奖”
本刊记者/钱炜
10月5日，瑞典皇家科学院宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学的两位科学家——现年52岁的安德烈·海姆和36岁的康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
研究：“search”而非“research”
石墨烯是怎么被发现的？对此，海姆2008年在接受《科学观察》采访时解释说，除了拥有设备和相关方面的知识，一个重要原因是自己有一种“科研 恶习”。他说，“那段时间里，我关注研究碳纳米管的那拨人，对他们时不时地声称获得这样或那样牛的成果觉得恶心。我想，我可以做一点不同于碳纳米管的东 西，为什么不把碳纳米管剖开呢？于是，就有了后来的研究。”
起初，海姆请实验室新来的一名中国博士生将一块高定向裂解石墨制成薄膜，要求尽可能薄，并给了他一台精巧的抛光机。三周后，这名博士生拿着培养 皿来见海姆，说他成功了。海姆用显微镜一看，那些石墨碎片估计仍有1000层左右。海姆希望他能将石墨碎片研磨得更薄一些，但这名博士生最后说：“如果你 这么聪明，就自己试试。”于是这成了一个转折点，海姆决定自己来试试，他就用透明胶带来做这件事。
如今，海姆所用的方法，被业界戏称为“透明胶带技术”。由于层间的作用力非常弱，石墨很容易剥落脱离。将石墨放在透明胶带上，反复撕拉 10～20下左右，就获得了10层左右的石墨——这正是海姆当初的实验，他们并没有直接获得石墨烯，但10层左右的石墨就已表现出了足够特殊的物理性能。
海姆曾用磁性克服重力，让一只青蛙漂浮在半空中，因此获得了2000年的“搞笑诺贝尔奖”。诺贝尔基金会也形容这对师徒“把科学研究当成快乐的游戏”。海姆则说，他的研究风格，是对“search”更感兴趣而非“research”。
另一位获奖者诺沃肖洛夫出生在前苏联，他在荷兰奈梅亨大学攻读博士学位时遇见了同为俄裔科学家的海姆，此后一直追随他。
应用：从芯片到太空电梯
由单层碳原子组成蜂窝状晶格结构的石墨烯，目前被世界公认为是最薄和最坚硬的材料。但在中科院微电子所所长叶甜春看来，更关键的是它的载流子迁移率非常高，大于硅材料的100倍。
根据英特尔联合创始人提出的摩尔定律，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月至两年便会增加一倍，性能也将提升一倍。但摩尔定律有个 “天花板”：随着技术进步，当芯片的特征尺寸小到只有10个纳米左右时，便可能达到了硅晶体管制造的极限。小于这个尺寸，硅材料较低的载流子迁移率等特性 使摩尔定律面临严峻挑战。
“由于石墨烯的载流子迁移率非常高，用它制成的新一代超大规模集成电路芯片的运行速度将更快、体积更小、更省电。这种进步将是革命性的，因为硅芯片的工作频率一般只有几百至几千兆赫兹，最高也只达到几万兆赫兹，而石墨烯芯片的频率将可达几十万兆赫兹甚至更高。”
石墨烯的应用领域不只限于微电子芯片，从柔性电子产品到智能服装，从可折叠显示器到有机太阳能电池、超轻型飞机材料和防弹衣，甚至未来
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