科學(xué)這兩個(gè)字就給人一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母杏X,而科學(xué)家在人們的心目中更是嚴(yán)肅認(rèn)真地代名詞,無論怎么看,科學(xué)和搞笑都難以聯(lián)系到一起,而有人卻真的做到了,不僅做到了,而且還分別獲得了兩個(gè)領(lǐng)域的最高獎項(xiàng)。
諾貝爾獎是當(dāng)今世界普遍公認(rèn)的,在頒獎領(lǐng)域內(nèi)代表最高榮譽(yù)的國際獎項(xiàng),該獎項(xiàng)的頒獎宗旨是頒發(fā)給那些在頒獎領(lǐng)域內(nèi)“為世界作出最大貢獻(xiàn)的人士”,諾貝爾獎每年頒獎一次,自1901年以來,已經(jīng)有大量不同領(lǐng)域的科學(xué)家獲得了此項(xiàng)榮譽(yù)。諾貝爾獎無人不知無人不曉,而在諾貝爾獎之外,還有一個(gè)“搞笑諾貝爾獎”,一聽這個(gè)名字,就感覺這個(gè)獎項(xiàng)好像不太靠譜,但實(shí)際上搞笑諾貝爾獎是對諾貝爾獎的一個(gè)有趣模仿,這一獎項(xiàng)的設(shè)立也不僅僅是為了逗趣,它旨在選出那些“乍看之下令人發(fā)笑,之后卻又能發(fā)人深省”的研究。
諾貝爾獎和搞笑諾貝爾獎,一個(gè)代表了科學(xué)領(lǐng)域的最高榮譽(yù),而另一個(gè)則以帶給人類歡樂為基礎(chǔ),看似格格不入,但誰也沒想到它們會產(chǎn)生交集,而這個(gè)交集點(diǎn)就是一個(gè)人,他的名字叫做安德烈·海姆。
在諾貝爾獎設(shè)立以來,出現(xiàn)過不少多次榮獲諾貝爾獎的科學(xué)家,但能夠分別斬獲諾貝爾獎和搞笑諾貝爾獎的科學(xué)家只有安德烈·海姆一人。安德烈·海姆是固體物理學(xué)博士出身,他斬獲搞笑諾貝爾獎的故事還要從1997年說起,當(dāng)時(shí)的安德烈·海姆正在進(jìn)行有關(guān)抗磁性物質(zhì)的研究,何為抗磁性物質(zhì)呢?你和我以及所有的有機(jī)化合物都屬于抗磁性物質(zhì),簡單來講,當(dāng)抗磁性物質(zhì)受到外部磁場作用時(shí),分子中會產(chǎn)生感應(yīng)電子環(huán)流,由于此時(shí)所產(chǎn)生的磁矩與外磁場方向是相反的,所以就會表現(xiàn)出抗磁性,因此稱之為抗磁性物質(zhì)。如果你還是一頭霧水,不要緊,這不是重點(diǎn)。
你只需要知道由于抗磁性物質(zhì)存在抗磁性,所以當(dāng)把它放在磁場中的時(shí)候,則會因磁場的作用而產(chǎn)生可見的變化。
地球就是一個(gè)磁場,而我們自己就是抗磁性物質(zhì),怎么沒有看出我們有什么變化呢?相對于我們而言,地球磁場有點(diǎn)弱。而安德烈·海姆利用通電螺線管做了一個(gè)16特斯拉的強(qiáng)磁場,其強(qiáng)度為地球磁場的30萬倍。然后無論是將水果、昆蟲,還是青蛙放在這個(gè)強(qiáng)磁場中,它們都能夠漂浮在空中,就因?yàn)檫@只漂浮的青蛙,安德烈·海姆斬獲了2000年的搞笑諾貝爾獎。
這只漂浮的青蛙有什么用呢?在發(fā)笑之后,你是否會因此而聯(lián)想到“磁懸浮”?在斬獲了搞笑諾貝爾獎之后,安德烈·海姆繼續(xù)用他“搞笑”的方式來進(jìn)行著科學(xué)研究。
十年之后,也就是2010年,安德烈·海姆終于獲得了真正的諾貝爾物理學(xué)獎,而其獲獎的方式也頗具“搞笑”色彩。
安德烈·海姆之所以能夠榮獲諾貝爾物理學(xué)獎,是因?yàn)樗@得了石墨烯。何為石墨烯呢?石墨是一種由碳原子所組成的物質(zhì),這種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)是分層的,碳原子之間依靠的是化學(xué)鍵進(jìn)行緊密連接,而層與層之間則依靠的是弱堿性電性吸引力結(jié)合在一起的,可以說石墨層與層之間的結(jié)合力是非常弱的,這就導(dǎo)致了層與層之間是可以滑動的,所以我們所見的石墨才如此光滑。
既然層與層的結(jié)合力很弱,那么理論上就可以將一層剝離下來,而這被剝離下來的單層石墨就是石墨烯。
說起來容易,做起來可沒那么簡單,安德烈·海姆的學(xué)生花費(fèi)了三個(gè)星期的時(shí)間,用拋光機(jī)將石墨磨到了0.01毫米的厚度,而這距離單層石墨還差得遠(yuǎn),0.01毫米已經(jīng)很薄了,但其至少還包含上千層的石墨結(jié)構(gòu),因?yàn)閱螌邮暮穸葍H為0.355納米,而一納米等于10的-9次方米。
如此看來,要想獲得單層石墨似乎是一件不可能的事,這個(gè)時(shí)候安德烈·海姆的“搞笑”思維方式就發(fā)揮作用了,他采用了一種感覺上非常不科學(xué)的方法,就是用膠條粘,一粘一撕,就像我們在作業(yè)本上改錯字一樣,一層薄薄的石墨就被粘了下來,當(dāng)然這還不是單層石墨,不過只需要反復(fù)這一過程,粘下來的石墨就會越來越薄,在粘到一定次數(shù)之后,就得到了單層石墨,也就是石墨烯。單層石墨很薄,僅為0.355納米,但由于碳原子間是由化學(xué)鍵結(jié)合的,所以石墨烯就是一種非常薄但強(qiáng)度和拉伸性都非常好的材料,而且導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能也十分優(yōu)異,其作為一種研究中的新材料,在未來大有可為。
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