诺沃肖洛夫（右）和盖姆：因发现石墨烯共同获得2010年度诺贝尔物理奖
去年，英国曼彻斯特大学的科学家因分离和发现石墨烯材料的神奇特性而获得2010年度诺贝尔物理学奖。一年后的今天，英国政府意识到这种物质――只有一个碳原子厚度的材料――的巨大潜力，用科学家和工程师们的话说，这种神奇材料可以更低的成本和更高的效率制造从触摸屏到塑料等材质。
石墨烯材料未来用途广泛
为了在英国建立一个支持将这种神奇材料转化为商业用途的石墨烯研究枢纽，英国财政大臣乔治·奥斯本（George Osborne）10月初宣布了一项5000万英镑的投资计划。“石墨烯是科学家所知的最薄最坚固、性能最佳的导体材料，其广泛的用途从飞机机翼到微晶片的制造，”奥斯本在10月4日的英国保守党大会上说，“我们将资助一项国家投资的研究计划，把这一诺贝尔奖成果从英国实验室里转化为英国工厂生产的产品。”
与安德烈·盖姆（Andre Geim）一起赢得2010年诺贝尔物理学奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）说，5000万英镑的投资是一个“明智的举措”，如果能很好地利用这笔资金，将会获得巨大的经济效益，并将吸引更多世界上最好的石墨烯研究人才到英国工作。
石墨烯是以蜂巢晶格排列的一层碳原子，如人们熟悉的石墨是由数十亿层石墨烯一层层堆积而成的，用于制造铅笔芯等。但石墨的简单结构掩盖了其无与伦比的电子和物理性能，其导电性能比铜强百万倍，透光性强于任何已知的其他导体，强度也强于所有其他导体，延展性也更强。
可以预料，石墨烯材料的这些优良性能将吸引世界上众多制造商。韩国三星公司已生产出了电视机大小的石墨烯片材，美国赖斯大学的研究人员已开发出以石墨烯为材料的柔性触摸屏。在巴黎航展上，未来派飞机令空中客车公司大为惊叹：透明薄膜的机舱壁让乘客在乘坐飞机时可以尽情观赏舱外的全景，这种透明机舱壁将可能由石墨烯材料制成。
将石墨烯研究热推向高潮的是其集材料的导电性、强度和透明度于一身的神奇特性。诺沃肖洛夫和盖姆对石墨烯进行的看似简单的一次次分离实验开始于2004年，当时他们看到从事石墨晶体研究的同事用胶带将石墨材料一层层剥离开来，然后用高倍显微镜对其晶体进行研究。但诺沃肖洛夫和盖姆的兴趣不在晶体，他们通常会饶有兴趣地拿起被同事用过后扔弃的胶带，若有所思。然后，他们用石墨和胶带开始了自己的实验。
“只要将石墨用力按在胶带上进行剥离，胶带上就会留下薄薄一层石墨，这样的石墨层通常也有几个原子的厚度，需要不断地进行剥离，”诺沃肖洛夫说，“说实话，我们从来没有想过可以得到单个原子的石墨层，许多人认为这样的结构将是极不稳定的，人们根本无法得到如此薄的石墨层。”
在诺沃肖洛夫和盖姆开始他们的实验之前，许多科学家已经知道石墨烯的存在，但没有人认为他们可以剥离出单个原子的石墨层进行研究，更不认为可以用这种单层原子构成的石墨制造电子设备。盖姆和诺沃肖洛夫撰写的包括之后获得诺奖成果的论文受到了一些科学家的质疑，一家科学杂志曾拒绝发表他们的论文，尽管该论文最终发表在著名的《科学》杂志上。
巨资打造石墨烯研究枢纽
石墨烯最早的可能应用是作为稀有或低效率电子材料的替代品。例如，液晶显示屏可以使用石墨涂层代替昂贵的铟锡氧化物，在屏幕表面起导电作用；在中继馈线和集成电路晶体管制造中，石墨可代替铜和砷化镓等效率较低的电导体。诺沃肖洛夫说，展望未来，将如此多的优良性能集于一身的材料将会给我们带来更多的惊喜。它的强度和柔性，让我们可以获得同时具有柔韧性和理想强度的电子产品。
当人们对石墨烯材料的未来充满期待的关键时刻，英国投资5000万英镑建立研究枢纽的举措，引起了全球的关注。英国技术战略委员会（政府负责商业计划书的机构）创新项目主任大卫·博特（David Bott）认为，这表明了政府对高科技发展的信念，“他们试图缩短最新科学发现与高科技产品商业化之间的过程。”
石墨烯已列入英国技术战略委员会新兴技术名单之上，明年它肯定会成为优先考虑的项目之一。博特说，建立这一研究枢纽的想法是，寻找加强英国科学研究与新兴小型电子和实验材料公司之间联系的途径，旨在加速将科学技术转化为商品化生产的过程。
至于这笔资金如何分配，最终将由英国技术战略委员会、工程和物理科学研究理事会以及财政部共同商定。但并不保证这笔资金投入曼彻斯特大学，尽管其在该领域内处于主导地位。诺沃肖洛夫表示，要保证研究枢纽发挥作用的办法之一是资金不能太过分散。“这里那里都给个100万英镑，起不到什么作用，虽然这样会让大家都高兴，但却不利于这项技术的商业化发展和实际应用的开发。”
尤其是，诺沃肖洛夫希望借助研究枢纽的建立将英国学术界和工业界之间的联系重新活跃起来。他说在过去二十年里，由于一些公司纷纷退出研发领域而使这种联系日渐疏远，“我们迫切需要弥合这种疏离状态，政府对科学技术发展的关注和资金支持是一个极好的契机。”
世界上一些享有盛誉的研究机构吸引大批企业和研究人才的例子比比皆是。在美国，麻省理工学院和哈佛大学等；在欧洲，英国的剑桥大学和德国马克斯普朗克研究所也极具吸引力。诺沃肖洛夫认为，英国政府以其最新投资，创建一个具有同样吸引力的石墨烯研究枢纽，将招募到来自世界各地的优秀科学家。“这是将资金投入到创新技术中的明智举措。相比于投资道路维修等其他事项，它将更好地推动济发展，回报将数倍于投资眼前短期利益之事。”
资料来源 Guardian.Co.UK
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最薄材料展现应用神奇
去年9月，安德烈·盖姆曾经到中科院物理研究所访问。在北京凝聚态物理国家实验室张广宇教授的印象里，盖姆是一位“风度翩翩、比较沉稳的科学家”，他在研究领域十分活跃。
（当时）在接受《科学时报》采访时，张教授说：“盖姆对把石墨烯推向应用层面比较感兴趣，他现在的工作很多是这方面的研究；当然，基础的物理问题他也在研究，例如在石墨烯体系中发现的新的物理现象等。他更关心这个领域总体的发展。”
“当石墨烯引起人们关注之后，随之而来的就是更加深入的研究，”谈及未来的研究，张广宇说，“这种材料带来了很多新的意义，无论是物理学、化学，还是信息领域、能源领域和器件制造等方面，都是非常有前景的材料。”
摘编自《科学时报》2010.10.13