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第一章 一封来自丰呗的信


  时间:2003年1月2号。
  地点:?#26412;?br />  中国科学技术大学研究生院,简称国科大,材料学院。
  元旦的第二天,和往常一样,博士研究生卢强一大早来到实验室准备开始他的实验之旅。
  走进研究所,门口旁边保卫室的保安大叔忽然叫住了他,“卢强同学,这里有一封傅卫强教授的信,你处理一下吧。”
  “哦,好的。”卢强应道。
  为什么寄给傅卫强教授的信要交给卢强呢,其实这是有原因的,因为中国有太多的民间大科学家,就像数学学院那边就经常收到自称证明了“哥德巴赫猜想”民间数学家的信,材料所这边也是如此,经常有来信,信的内容异常兴奋声称自己有重大发现,什么碳变钻石啊,发明了一?#20013;?#29289;质新材料啊。
  原本刚回国内教学,一开始还?#34892;?#36259;拆开信封看的傅卫强教授看了几封之后就没有再拆开这种信件,而是直接交给了学生处理。
  对于卢强而言,这种信件简?#26412;?#26159;他枯燥实验室生活的调剂品,他还印象很深地记得去年收到的一封信,信里面的内容照说应该要寄到化学工程学院那边去的,却不知道为什么寄到了材料学院这边来。内容涉及一种汽车,不需要外界能量,只要依?#31185;?#36710;在路上颠簸和摩擦的能量发电,将这些能?#30475;?#23384;起来就可以永久行走,后来那个民间科学家甚至还打电话过来学院,说要让院长去见他,否则耽误了他的重大成果要负责,真是让人哭笑不得,?#27426;?#36825;种啼笑皆非的事情每天都在发生。
  看来今天也不例外,就不知道又是什么新的发明,卢强接过信件,只见信封上的寄件地址写着一个他不知道的地方--丰呗。
  路?#24076;?#21346;强就把信件拆开看了,如他所?#24076;?#26524;然又有新物?#26102;弧?#21457;明”了,写信的人说他成功从石墨中剥离出单层结构的石墨烯。
  石墨烯的概念卢强知道,他的父亲是大学物理老师,母?#33258;?#26159;大学的化学老师,自小就受到熏陶,在家人的影响下早早对物理产生了浓厚的兴趣,所以什么杂七?#24433;?#30340;物理书籍都有看?#35828;恪?br />  后来更是对材料学?#34892;?#36259;,在逸仙大学读完本科后,他便考取了中国科学技术研究大学研究生院,然后?#20197;?#30340;成为国内材料学专家,知名教授傅卫强的学生。
  傅卫强是国科大材料学院的教授,博士生导师。多年来从事纳米材料的制备方法、纳米材料微结构及物性表征,曾经在RB物质材料研究所、德国马普金属所、加州伯克利?#20013;?#20174;事研究工作。也曾在美国布鲁克海文国家实验室纳米中心担任研究员。1999年回到国内,在国科大材料学院担任博士生导师,目前的主要研究方向是新型碳材料中的高?#40065;?#23548;现象和不寻常拓扑现象,曾经在Nature、Science等?#21448;?#21457;表论文超过100篇,文章被他人引用约7000次。
  在导师傅卫强的指引下,因此卢强对此领域也充满了兴趣,也很积极努力的吸取这一领域的各种知识。
  对于碳这物质,卢强比大多数人都懂,也对它十分的着迷,碳是自然界分布非常普遍的一种元素,它的分布十分广?#28023;?#20197;各?#20013;?#24335;在自然界中存在着。
  地球上的生命都是以碳元素为基础的,碳元素是生命的骨架。从某种程度上说,材料学的专业基础课程——有机化学其实就是碳的化学,它已经有了很长的发展历史,为塑料、橡胶和纤维三大合成材料奠定了坚实的基础,帮助人类创造了一个绚丽多彩的世界,极大地方便了人类的生产生活;也为新药物的合成奠定了坚实的基础,成了人类健康的保护神。
  碳元素的最大特点之一是存在着众多同素异形体,如人们熟悉的金刚石和石墨,前些年发现的卡宾,以C60为代表的富勒烯和碳纳米管等。
  为什么卢强会对碳元素如此着迷,因为在他看来,这些由碳组成的材料的特性几乎可涵盖地球上所有物质的性质甚?#26009;?#23545;立的两?#20013;?#36136;,如从最硬到极软、全吸光到全透光、绝缘体到半导体到导体、绝热到良导?#21462;?#39640;临界度的超导体等。
  为什么碳元素会是如此的神奇呢?答案就在其独特的电子结构?#24076;?#30899;元素是六号元素,其原子最外层有四个价电子,C原子除了可以sp3杂化轨道形成单键外,还能以sp2及sp杂化轨道形成稳定的双键和叁键,可?#38498;?#21508;种原?#26377;?#25104;花?#24067;?#38190;,从而形成许许多多结构和性质完全不同的物质。
  石墨就是其中一种,而来信内容上所说的石墨烯一层层堆积最后便形成了石墨,碳纳米管其实质就是卷曲的石墨烯结构。
  走进实验室,里面有人来得比卢强更早,也是傅卫强所带的博士生,?#26412;?#20154;,全名刘全志,31岁,虽然比卢强大两岁,但是极其逗逼。
  刘全志见到卢强?#31859;?#20449;封,立马嘿嘿笑道,“这次又有什么新产品新发明出来了?”
  “石墨烯!”卢强笑道。
  “靠,这发明给力,和我小学水平差?#27426;啵?#25105;小学一年级那会就能制作石墨烯了,那个时候我的小jj就跟我现在的头一样光滑。”刘全?#20037;?#20102;摸已经快?#21644;?#30340;头,无奈的道。
  小学那会大家都用铅笔写字,卢强知道用铅笔写字时极轻微的用力就可以将单层的石墨片层剥离下来形成石墨烯。
  “嘿嘿,人家可不是小学水准,他说的可是单层的石墨烯!”卢强回答道。
  “厉害啊,还单层的石墨烯,那不就是二维材?#19979;穡?#26377;没有说用什么神奇的方法啊?直接?#24503;穡俊?#21016;志全说完立马大笑起来。
  一直以来,科学家们就认为,单层的石墨烯是不可稳定能存在的。因为将石墨烯从石墨上剥离下来的力足以破坏石墨烯的结构,而且固体的熔点随着粒子粒度的减小是要大大降低的,当减小到几个原子层厚时,固体将熔化。
  另外,在二维晶体中由于内能的存在,使原子的振动幅度很大,因此原子的错位将相当严重的,这将导致原子与?#20174;?#23427;成键的原子间的距离的大小和与它成键的原子间的距离的大小几乎相同,因此不能保持单层的结构。
  “人家可是用胶纸粘出来的单层石墨烯。”
  “什么胶纸这么牛逼?”
  “没说,估计应该比502粘性更强!?#36824;?#36825;次写信的还蛮自信的,不仅仅有理论,还把他粘出来的‘石墨烯’也寄过来了。呃,在哪呢?怎么没看到?咦?”卢强把信封开口朝下,然后只见一小片边长只不到2cm的无色透明薄膜从信封里面滑倒卢强手掌心,若不是有微微的反光,卢强都察觉不到,而且轻得?#36335;?#27809;有重量。
  “这是塑胶膜吗?”
  “什么东西,拿过来让我用显微镜看看。”刘志全好奇地道。
  “你无不无聊啊?等会让导师知道你那原子力显微镜看这东西,你估计又得挨骂了。”卢强翻了翻白眼,这原子力显微镜虽然不算是实验室里面比较贵重的仪器,但是导师傅卫强一直强调任何一件仪器的使用都需慎重,只是刘志全性格比较跳,?#36824;?#22914;此性格还能一直留在实验室里,从某种程度上又说明了他的灵?#38498;?#33021;力。
  “这不是我的研究方向遇到瓶颈了吗,得找点事来乐呵乐呵才?#23567;!?br />  “真服了你,拿去吧。”
  十几?#31181;?#21518;,忽然刘志全大叫了一声,“我草。”
  已经做实验的卢强都被吓得手一抖,差点失误了。
  这个时候,恰好傅卫强也走进实验室,刚好就听到刘志全的喊叫,他皱了皱眉,?#32420;?#22320;道,“刘志全,都跟你说过多少次了,实验室里面尽量保持安静,不要喧哗吵闹。”
  虽然被傅卫强骂,但是此刻的刘志全没有在意,手舞足蹈激动地对着导师道,“教授,你来看下,真是单层结构的石墨烯!”
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