這廂<拾泥記>

 
http://udn.com/NEWS/WORLD/WOR3/5893144.shtml

【聯合晚報╱編譯朱小明/綜合報導】2010.10.06
 
石墨烯，硬度是鋼的100倍、厚度僅有一個碳原子，傳導速度比矽更快、用途之廣可能成為下一代塑膠，未來更快的電腦、功能更大的手機、更輕的飛機、透明觸控螢幕、超級防彈衣可能都要靠它；發現這樣的「神奇材料」讓海姆和諾沃謝洛夫這對師生檔成為新出爐的諾貝爾物理學獎得主。
 
做研究當玩遊戲
 
海姆和諾沃謝洛夫和一般人印象中的嚴肅科學家大異其趣，諾貝爾獎委員會形容這對師徒的無限創意說：「他們把科學研究當成快樂的遊戲，在過程中學習，不經意間就中了大獎。」例如海姆的研究包括讓青蛙懸浮在空中、模仿壁虎腳的物質來製造膠帶，都能跳脫思想窠臼。
 
這對師徒 來自俄羅斯
 
51歲的海姆和36歲的諾沃謝洛夫年齡相差一代，背景和經歷卻如同翻版，兩人都原籍俄羅斯，畢業於莫斯科物理學科技大學，先後在荷蘭進行研究，最後落腳英國曼徹斯特大學，共同研究石墨烯。諾沃謝洛夫曾為海姆的博士生，雖然目前兩人都是教授，諾沃謝洛夫始終尊海姆為師。
 
同事形容他們的搭檔得天衣無縫，海姆是創意天馬行空的思想派，諾沃謝洛夫則是實幹實做的行動派，這樣的合作，讓他們從普普通通的鉛筆心石墨、用隨手可得的膠帶寫下物理史。
 
哈佛大學物理學教授拉岱爾慨嘆，在這個超級強子撞擊機的時代，研究用的機器愈來愈複雜，他們卻靠膠帶拿下諾貝爾獎，實在不可思議。
 
石墨烯是從石墨材料中剝離出的單層碳原子材料，海姆和諾沃謝洛夫把石墨分離成小碎片，從碎片中剝離出較薄的石墨薄片，然後用膠帶黏住薄片兩側，撕開膠帶，薄片就隨之一分為二，不斷重複這個過程，最後得到單層碳原子的石墨烯。
 
最硬最薄材料 改寫物理史
 
這項已知最堅硬、也最薄的材料，雖然距離實際運用在產品上還有一段距離，但用途之廣泛卻沒有止境，不僅將帶來電子材料革命，而且還將促進汽車、飛機和航天工業的發展。
 
諾沃謝洛夫36歲就得獎
 
無限的潛能，讓石墨烯材料發現至今才短短6年就獲得諾貝爾獎肯定，更讓諾沃謝洛夫36歲就得獎。兩人喜出望外，卻讓俄羅斯總統麥維德夫扼腕，因為這兩位俄羅斯出身的科學家早已遠走海外，現在一位是荷蘭籍、一位擁有英國籍，他們的成就更證明俄羅斯國內環境惡劣，留不住人才。
 

 
發現石墨烯 獲諾貝爾物理學獎
 
【閻紀宇／綜合五日外電報導】2010-10-06 中國時報
 
二 ○一○年諾貝爾物理學獎得主五日揭曉，由兩位俄羅斯裔學者蓋姆（Andre K. Geim）與諾沃謝洛夫（Konstantin S. Novoselov）共享殊榮，平分一千萬瑞典克朗（約台幣四千六百萬元）獎金。負責評選的瑞典皇家科學院表示，兩人因為「對於二維物質石墨烯 （graphene）的突破性實驗」研究而獲獎。
 
蓋姆現年五十一歲，已歸化荷蘭，卅六歲的諾沃謝洛夫則有俄羅斯與英國雙重國籍，兩人都是俄羅斯培養出來的傑出科學家。蓋姆是諾沃謝洛夫的博士論文指導老師，目前兩人都在英國曼徹斯特大學任教，蓋姆並主持該校「介觀科學與奈米科技研究中心」。
 
諾沃謝洛夫是卅七年來最年輕的物理學獎得主，他接受訪問時說：「我嚇壞了。我今天早上起來就用網路電話Skype，和同事討論最新發展，完全沒料到自己會得獎。」
 
蓋姆則點出他和愛徒的獲獎關鍵：「石墨烯非常有可能像塑膠一樣，改變人類的生活。」
 
諾貝爾物理學獎過去多半頒給歷經數十年驗證與發展的理論或實驗，但今年的主角「石墨烯」卻是相當新近的成果。蓋姆與諾沃謝洛夫在二○○四年發現這種無比神奇的物質，當時就引起各方高度矚目，近年來相關應用研究更是日新月異。
 
石墨烯的出身再平凡不過：鉛筆筆芯的石墨。它其實就是單層的碳原子，原子相互鍵結成六邊形碳環，再延伸成有如蜂巢的二維結構。過去多數學者認為這種結構不可 能穩定存在，但是蓋姆與諾沃謝洛夫利用簡單巧妙的透明膠帶剝離技術，配合半導體製程慣用的絕緣層覆矽（ＳＯＩ）技術，終於讓這種傳說中的物質現身。
 
石墨烯的厚度雖只有一層原子，是目前已知最薄的物質，可以隨意彎曲摺疊，但是極為強韌，硬度比鑽石還高，導電效能與銅相當，導熱性超過任何已知物質，透光率 幾近百分之百，密度卻大到連氦氣分子都無法穿透。由於石墨烯天賦異稟，因此應用範圍極廣，從觸控式螢幕、太陽能電池、能量儲存裝置、微奈米機械系統、薄膜 電晶體、透明電極、手機到高速電腦晶片，都是它的用武之地。
 
石墨烯傳輸電流的速度比矽快一百倍，電子工程界期待石墨烯電晶體未來如果能取代矽晶圓，將在電腦工業掀起革命性的變化。中國科學家最近則是發現，石墨烯可以抗菌且對人類細胞沒有毒性，可望發展出直接覆蓋皮膚傷口的抗菌材料。

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石墨烯—最可愛的原子晶格（Andre Geim & Konstantin Novoselov）

■ 兩位俄裔青年物理學者蓋姆與諾沃肖洛夫因為石墨烯研究而獲得了本年度的諾貝爾物理獎，蓋姆在2000年時曾以「磁場漂浮青蛙」獲得搞笑諾貝爾獎（Ig Nobel Prize）。他們展現了科學充滿童心的一面。

諾貝爾頌辭曰：「壓縮至二維空間的碳元素形式，展現出量子物理世界無比特殊的性質。」

翻譯 ∣ 周炳辰

　　今年諾貝爾物理學獎的主角是碳──極薄的石墨片，厚度僅一原子。蓋姆（Andre Geim）和諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）發現碳以特別薄的形態存在時，會表現出量子物理世界的特殊物理性質。

　　石墨烯（graphene）是碳的一種形態，就材料而言，它非常新奇，同時是最薄也是最堅硬的材料。它的電導率和銅不相上下，熱導率則比許多已知材料更佳。石墨烯幾乎完全透明，卻又密實到連氦原子都無法穿透。看來碳──地球上所有生物的基礎，又再一次讓我們驚奇。

　　蓋姆和諾沃肖洛夫由石墨（graphite）分離出石墨烯。石墨很平凡，例如鉛筆芯就含有石墨，但當時人們認為石墨烯這種晶體物質不可能穩定存在，因為太薄了。蓋姆和諾沃肖洛夫卻用普通膠帶取得厚度僅一原子的碳片。

　　物理學家開始透過石墨烯研究嶄新的、具有特殊性質的二維材料，石墨烯讓很多實驗變得可能，為量子物理拓展新的視野；同時也有許多實際用途，例如 新的材料和電子元件。石墨烯電晶體（graphene transistors）的電導率比現今使用的矽電晶體更高，或許可以用來製作更有效率的電腦。

　　石墨烯因為透明度高，而且是優良的導體，可製造觸控式螢幕、光板、太陽能電池等產品；而若將石墨烯和塑膠混和，會產生易導電、耐熱、抗磨耗等特性，這種強韌、輕巧、可延展的複合材料或許在將來可以用來製作衛星、飛機、汽車。

　　蓋姆和諾沃肖洛夫已合作多年。諾沃肖洛夫今年三十六歲，起初是蓋姆的博士班學生，同為俄羅斯的物理學家，後來他追隨蓋姆遷至英國，現在兩人皆於 英國曼徹斯特大學（University of Manchester）擔任教授。他們相信「好玩」的重要性，因為玩的時候，總會學到些什麼，而且誰知道？也許就像他們玩石墨烯，就這麼寫下科學發展史上 重要的一頁。

蓋姆（左）與諾沃肖洛夫（右）在曼徹斯特大學門口合影。（圖片／美聯社）

安德烈‧蓋姆（1958-）──荷蘭公民，生於索契（Sochi），1987 年於俄羅斯科學院（Russian Academy of Sciences）固體物理學研究所獲得博士學位。曼徹斯特微觀科學和奈米技術中心主任（Directory of Manchester Centre for Mesoscience & Nanotechnology）、蘭沃錫物理教授（Langworthy Professor of Physics）、英國曼徹斯特大學教授、皇家學會 2010 年紀念院士。

康斯坦丁‧諾沃肖洛夫（1974-）──英國和俄羅斯公民，生於下塔吉爾（Nizhny Tagil），2004 年於荷蘭尼美根大學（Radboud University Nijmegen）獲得博士學位。英國曼徹斯特大學教授暨皇家學會院士。