2010年度诺贝尔物理学奖：有关二维石墨烯材料的开创性实验

时间：2025-07-07

2010物理诺贝尔

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物理通报

科学前沿

前沿

21 0 0年度诺贝尔物理学奖：

有关二维石墨烯材料的开创性实验21 00年 1 0月 51瑞典皇家科学院宣布，00 3, 2 1年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学两位俄裔1神奇的透明胶

科学家——安德烈姆和康斯坦丁沃肖洛海诺夫，以表彰他们“关二维石墨烯材料的开创性实有验”封面是海姆和诺沃肖洛夫在曼彻斯特大学校 .园内的合影 . 海姆 1 5 9 8年生于俄罗斯索契，年 5现 1岁，有拥荷兰国籍；而诺沃肖洛夫年仅 3 6岁，有英国和俄拥罗斯双重国籍， 17是 9 3年以来最年轻的诺贝尔奖获

20 0 8年 8月，海姆在接受科学观察网站 ( W . W W sin e a h tm)专访时， ce c w t .o c讲述了他们当初如何制造石墨烯的故事 j . 当时，海姆买了一大块高定向热解石墨，这是一

种纯度非常高、通常用于分析的石墨材料.海姆把它交给了他新来的一位中国博士生，给了他一台非并常高级的抛光机，希望他能制作出尽可能薄的薄膜. 三个星期过后，位博士生拿着一个培养皿告诉海这

得者 .两人都在俄罗斯出生和长大，均毕业于莫斯科理工大学，且是师生关系 .并

姆说做好了.海姆用显微镜观察培养皿底部的石墨斑，发现那足有 l m厚，当于 1 0 0相 0层石墨烯的 0厚度 .海姆于是问他，不能磨得再薄一些？告诉能他海姆，那还再需要一块石墨 .要知道这种石墨每块大约要花 30美元 .姆承认自己当时的态度可能不 0海太好，于是，位中国博士生对他说：既然你这么那“聪明，那你就自己试试吧.”

相信我刊读者对二维材料石墨烯都不会感到陌

生，二三年来《物理通报》刊发了多篇关于石墨烯研究最新进展的报道，在颁奖前夕的2 1 0 0年第 1期还 O发表了有关报道 .在瑞典皇家学院向大众介绍石墨烯的材料中说：这是世界上最薄的，坚固的材“最

料.为导体，的导电性能像铜那样好；为导热作它作材料，它胜过目前已知的所有其他材料.它几乎完全透明，但又封闭性极好，那怕是最小的氢原子也不可

以从中穿过……这张近乎完美的网只有一层原子那么厚，它是由碳原子构成的，同做小鸡笼子的六形角丝网.[”] 20 0 4年 l 0月海姆和诺沃肖洛夫在《 ce c￣发 S in e表第一篇关于石墨烯的论文，这篇文章迅速在全球引起强烈的反响.于它的研究工作从基础理论和关应用两个层面上爆发性地展开，越来越热 .期并近1

海姆和诺沃肖洛夫去做了，们采用了一种非他常“简单”的方法 .因为石墨具有完整的层状解理特性，以按层剥离 .可于是，们用透明胶带在石墨上他粘一下，样就会有石墨层被粘在胶带上 .这再用一条

新胶带，一下再拉开，粘这样，段胶带都粘有石墨两层，石墨层又变薄了.此反复多次，带上的石墨如胶层薄到只有一个碳原子的厚度时，墨层也就变成石了石墨烯 . 大家可以算一下，假设是前文提到的 1m m厚的

石墨片，次都是均匀地分开成两层，么大约要用每那透明胶粘多少次之后能得到石墨烯呢？海姆对此有一句话“在手边往往就有一些很简

《纳米科技》上发表的论文有近÷是有关石墨烯的.q-

石墨烯由石墨制得，但这个过程并不容易 .们人平常所用的铅笔中就含有石墨，石墨是种并不引人注目的寻常材料，人们也早就知道石墨有片层结构，但在海一诺之前并没有人得到过石墨烯 . 1 mm厚的石墨片是由 30 00 0层石墨烯堆叠在一起， 0 0在把它分成 30 00 0片之前它就是石墨片而不是石墨烯. 0 0 只有把石墨片一层层分开，断分开直到分无可分不时，墨烯才展露出它神奇的面貌 .石一

单的但很管用的实验和发现” .2磁悬浮青蛙和周五狂热兴趣实验说起来海姆还得过一个“贝尔奖”那是 2 0 诺， 00年1 0月 5日晚，十届搞笑诺贝尔奖颁奖仪式在哈第佛大学桑德斯礼堂举行 .自英国布里斯托大学的来迈克尔贝里和荷兰内梅亨大学的安德烈姆，海

因“磁悬浮青蛙”的研究而共同获得搞笑诺贝尔物理学奖 .

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由科学幽默杂志《可思议的研究纪事》主办不的搞笑诺贝尔奖， 19

年开始，从 91每年 l 0月上旬也就是在诺贝尔奖颁布之前颁布.由诺贝尔奖获得者参加的搞笑诺贝尔奖评选委员会，按照“看很将乍搞笑，之后却令人深思”的评奖原则，评选出涵盖了诺贝尔奖的 1奖项的获奖人 . 0个

“淘金者”现在他涉及的领域主要有石墨烯液晶显示、超敏感化学传感器和石墨烯晶体管 .当石墨烯的研究迅速升温后，海姆拥有了数量众多的竞争者，不过他说在最初的 3年还是很轻松地在很多的地盘上插上了写着海姆名字的小棍 .然目前在这个领域虽有成千上万的研究者在努力淘金，他目前还没有但

海姆在接受诺贝尔基金会网站电话采访时提到了此事 .姆是一个思维活跃的人，说有些研究人海他员从读博士学位起被导师领人一个领域，此一生从都从事相近的研究，他不是 .同性格的人有不同但不

从这个拥挤的研究领域中转移出去的打算 .如在例超敏感化学传感器领域，物理到化学的知识跨度从绝不小于从飞行青蛙到石墨烯，因此他对在这一领