第5章 吾儿泰林有诺奖之资

铅笔虽然名字里有铅，但其实和铅关系不大，起这个名字主要是历史原因——古罗马时期，人们常用铅棒来标记和书写。

现代常用的铅笔其主要成分则是石墨。

石墨在日常生活中十分常见。铅笔芯就是石墨做成的，只不过它是由很多单层石墨叠在一起。用铅笔轻轻的在纸上一划，纸上的痕迹可能就是几十层到几千层叠在一起的石墨。而单层的石墨则被称为石墨烯。

周泰林想利用暑假和高四的这段时间，做的东西就是石墨烯。

石墨烯可以说是现代材料科学热潮的鼻祖。

1987年，一篇发表在法国《矿物化学》杂志上的论文中，首次提出了“graphene”（石墨烯的英文名称）这个词汇，用于描述单层的石墨片层。

但是，这个概念提出后并没有引起科研工作者们对石墨烯本身的太多关注，而是主要用于描述碳纳米管。碳纳米管则是1991年日本物理学家饭岛澄男在用电弧法制备的碳材料中观察到的一种具有特殊结构的一维量子材料。

在20世纪90年代，几乎所有介绍碳纳米管或者石墨烯的论文，开篇总会提到——“graphene的导热性是铜的5倍，拉伸强度达到50～200GPa是钢的100倍，密度是钢的1/6……”

科学家甚至预言石墨烯或者说碳纳米管将“彻底改变21世纪”。

这样的报道随处可见，持续了很多年。

遗憾的是，哪怕时间到了2010年，英国曼彻斯特大学的两位物理学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov），靠着从石墨中分离出石墨烯共同获诺贝尔物理学奖，石墨烯依旧没能在应用层面太多的改变世界。

石墨烯的发现正是由上面两位科学家主导的。它的发现过程十分有趣，可以说是科学家们“撕”出来的诺贝尔奖。不是吵架的撕，是物理意义上的撕。

早在七八十年前，理论研究就表明，完美的二维结构晶体无法在非绝对零度的环境中稳定存在。

直到2004年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用一种非常简单的实验方法突破了科学家们的理论认知。

他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面分别粘上一种特殊的胶带，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。就这样不断操作，薄片越来越薄，最后得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。

2004年10月，安德烈·盖姆的研究小组在《Science》杂志上发表了这一研究成果，震撼了科学界。仅仅6年后，两位发现者就共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。

这是第一个获得诺贝尔奖的21世纪的研究成果。而得奖者之一的康斯坦丁·诺沃肖洛夫则是1973年以来最年轻的物理奖得主。

安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫的工作之所以能够获得诺贝尔奖，原因主要有两点，一是获奖辞中写到的开创性实验方法（用胶带剥离的方法来减少石墨层数最终获得单原子层），二是因为石墨烯是世界上首个被发现的二维材料。

在数十年前科学界就给二维材料判了死刑的情况下，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫的工作不得不说是值得这样的荣誉的。

……

周泰林选择做石墨烯，也是经过了深思熟虑的。

毕竟，一个高中生要是研究离子通道这样高深的课题，未免有些骇人听闻了。

但要是从学生常用的胶带和铅笔当中得到启发，依靠天马行空般的思路，做一些所需要的背景知识没有那么强的物理实验，不仅没有那么违和，甚至还有机会传为美谈。

这对于周泰林日后展现出更逆天的科研能力也是一个极好的铺垫。天才嘛，总归是有迹可循的。

至于实验的具体实施……周泰林哪怕只凭借提出“胶带法”这一主要贡献，就足以位列一作了。所以他的初步想法是实验操作以老周为主，自己也参与一部分，但主要还是做一些实验之外的工作。

周承跃作为工学院下属的材料工程学院的老师，专业对口，很多仪器都是可以直接拿来用。

尤其老周动手能力还挺强，这么一看，石墨烯的研发还真是集齐了天时地利人和。

老周毕竟是改革开放以来第一批大学生，他的人脉可不小，很多大学同学已经混成了各个高校的教授和副教授，有些设备就算工学院没有，老周打打招呼联系联系总归是能找到的。

周泰林心里早已演练过数遍跟老周汇报的内容。既要显示出超常高中生的水准，又要避免太过于超前，同时还得把自己的思路让老周清清楚楚的理解。纵然周泰林有着海量记忆的加持，也着实是费了一番功夫。

把自己的“胶带法”初步的跟周承跃说了说。一开始老周也只是故作认真的听着，并试图提出一些周泰林在思考中不成熟的地方，但是慢慢的，老周的眼睛就亮了起来。

周泰林一开始还怕会不会吓到周承跃，看到他的反应周泰林也就放心了。

发现石墨烯这个思路的确太简单了，简单到高中生想出来都没有任何违和感。

而仅仅是儿戏般的一些思路，已经让周承跃意识到，自己这个儿子的想法，可能真的行得通。

而且他还敏锐的察觉到了，石墨烯的前景和二维材料的可怕之处。

周泰林也不得不叹服，难怪退休前能做到副院长，老周的眼光还是有的。

不过这辈子他要是还想在副院长的位置上退休，怕是有些难了。

毕竟石墨烯要是真的发现出来，这么大的研究成果他想继续摸鱼，上面也不会允许……

又要给老爹加担子了啊！

周泰林很是同情。

而周承跃此时却心潮澎湃。仿佛重新认识了自己的孩子。

‘教育学家们说的真没错啊，孩子远比你想象的更优秀！’周承跃不由得心底感慨。

三年又三年，三年又三年……十八年了，他等了十八年，终究是让他发现了周泰林天才的一面！

若不是几十年的大学教师生涯让他比常人更显沉稳，周父真想开怀大笑，搂着儿子骄傲的大喊：“吾儿泰林有诺奖之资！”