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想象一下,有一种材料,比钢铁还要坚固一百倍,却比纸还要薄上一百万倍。它薄到只有一层原子的厚度,透明到几乎看不见,却能导电像闪电一样快,导热像火焰一样热烈。听起来像科幻小说里的东西?不,它真实存在,而且仅仅是用你身边最普通的东西——铅笔芯里的碳原子,重新排列组合而成。它就是石墨烯,碳原子创造的奇迹,也被称为“新材料之王”。
故事要从2004年说起。英国曼彻斯特大学的两位科学家,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,做了一件听起来极其“不正经”的事。他们从一块石墨上撕下一层,然后拿胶带粘住,再撕开,再粘,再撕……就像小时候玩贴纸一样,反复撕了无数次。最后,胶带上留下了一些极其微小的碎片,薄到几乎看不见。他们把这些碎片放在显微镜下,奇迹发生了:他们得到了一张只有一个原子厚的碳原子网格——这就是石墨烯。
这个用胶带“撕”出来的成果,让他们在六年之后,也就是2010年,获得了诺贝尔物理学奖。你可能会想,不就是撕胶带吗?凭什么拿诺贝尔奖?因为在那之前,科学界普遍认为,二维材料不可能在常温下稳定存在。就像你无法用一张纸搭起一座桥,原子级别的薄层应该会卷曲、塌陷。但石墨烯偏偏打破了所有定律,它不但稳......