科學這兩個字就給人一種嚴謹的感覺,而科學家在人們的心目中更是嚴肅認真地代名詞,無論怎麼看,科學和搞笑都難以聯絡到一起,而有人卻真的做到了,不僅做到了,而且還分別獲得了兩個領域的最高獎項。
諾貝爾獎是當今世界普遍公認的,在頒獎領域內代表最高榮譽的國際獎項,該獎項的頒獎宗旨是頒發給那些在頒獎領域內“為世界作出最大貢獻的人士”,諾貝爾獎每年頒獎一次,自1901年以來,已經有大量不同領域的科學家獲得了此項榮譽。諾貝爾獎無人不知無人不曉,而在諾貝爾獎之外,還有一個“搞笑諾貝爾獎”,一聽這個名字,就感覺這個獎項好像不太靠譜,但實際上搞笑諾貝爾獎是對諾貝爾獎的一個有趣模仿,這一獎項的設立也不僅僅是為了逗趣,它旨在選出那些“乍看之下令人發笑,之後卻又能發人深省”的研究。
諾貝爾獎和搞笑諾貝爾獎,一個代表了科學領域的最高榮譽,而另一個則以帶給人類歡樂為基礎,看似格格不入,但誰也沒想到它們會產生交集,而這個交集點就是一個人,他的名字叫做安德烈·海姆。
在諾貝爾獎設立以來,出現過不少多次榮獲諾貝爾獎的科學家,但能夠分別斬獲諾貝爾獎和搞笑諾貝爾獎的科學家只有安德烈·海姆一人。安德烈·海姆是固體物理學博士出身,他斬獲搞笑諾貝爾獎的故事還要從1997年說起,當時的安德烈·海姆正在進行有關抗磁性物質的研究,何為抗磁性物質呢?你和我以及所有的有機化合物都屬於抗磁性物質,簡單來講,當抗磁性物質受到外部磁場作用時,分子中會產生感應電子環流,由於此時所產生的磁矩與外磁場方向是相反的,所以就會表現出抗磁性,因此稱之為抗磁性物質。如果你還是一頭霧水,不要緊,這不是重點。
你只需要知道由於抗磁性物質存在抗磁性,所以當把它放在磁場中的時候,則會因磁場的作用而產生可見的變化。
地球就是一個磁場,而我們自己就是抗磁性物質,怎麼沒有看出我們有什麼變化呢?相對於我們而言,地球磁場有點弱。而安德烈·海姆利用通電螺線管做了一個16特斯拉的強磁場,其強度為地球磁場的30萬倍。然後無論是將水果、昆蟲,還是青蛙放在這個強磁場中,它們都能夠漂浮在空中,就因為這隻漂浮的青蛙,安德烈·海姆斬獲了2000年的搞笑諾貝爾獎。
這隻漂浮的青蛙有什麼用呢?在發笑之後,你是否會因此而聯想到“磁懸浮”?在斬獲了搞笑諾貝爾獎之後,安德烈·海姆繼續用他“搞笑”的方式來進行著科學研究。
十年之後,也就是2010年,安德烈·海姆終於獲得了真正的諾貝爾物理學獎,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獎,是因為他獲得了石墨烯。何為石墨烯呢?石墨是一種由碳原子所組成的物質,這種物質的結構是分層的,碳原子之間依靠的是化學鍵進行緊密連線,而層與層之間則依靠的是弱鹼性電性吸引力結合在一起的,可以說石墨層與層之間的結合力是非常弱的,這就導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。
既然層與層的結合力很弱,那麼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,做起來可沒那麼簡單,安德烈·海姆的學生花費了三個星期的時間,用拋光機將石墨磨到了0.01毫米的厚度,而這距離單層石墨還差得遠,0.01毫米已經很薄了,但其至少還包含上千層的石墨結構,因為單層石墨的厚度僅為0.355奈米,而一奈米等於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,這個時候安德烈·海姆的“搞笑”思維方式就發揮作用了,他採用了一種感覺上非常不科學的方法,就是用膠條粘,一粘一撕,就像我們在作業本上改錯字一樣,一層薄薄的石墨就被粘了下來,當然這還不是單層石墨,不過只需要反覆這一過程,粘下來的石墨就會越來越薄,在粘到一定次數之後,就得到了單層石墨,也就是石墨烯。單層石墨很薄,僅為0.355奈米,但由於碳原子間是由化學鍵結合的,所以石墨烯就是一種非常薄但強度和拉伸性都非常好的材料,而且導電和導熱效能也十分優異,其作為一種研究中的新材料,在未來大有可為。