快乐学习,快乐工作,快乐研究

热度 14已有 1642 次阅读2010-10-10 10:39 |

我们来看看两位科学家是怎样通过快乐研究获得诺贝尔奖的。

报载:2010年诺贝尔物理学奖获得者,英国曼彻斯特大学教授的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,是这样完成划时代的研究课题的:他们偶然意识到,可以采取适当方法强行将石墨分离,剥离出较薄的石墨薄片。如果不断重复这一过程,最后可制成由一层碳原子构成的石墨薄片。

于是在2004年,人们看到这样的场景:海姆和诺沃肖洛夫在一张张涂满铅笔笔迹(石墨)的纸上,用透明胶带粘住石墨薄片,然后再利用胶带粘来粘去。靠这种做游戏般的粘取,他们剥离出了石墨烯。

随后的研究发现,这种原子按六角形阵列排列的像一张铁丝网似的只有一个原子厚度的石墨烯,有潜力成为比钢铁坚硬10倍、且导电时能量损失极小的新型材料。用石墨烯制造出的低功率电子元件, 有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破,还将“极大促进汽车、飞机和航天工业的发展”。这个从铅笔芯中得来的发现,被看作最有可能改写未来世界电子产业的因素。

快乐研究是海姆和他的同事一贯的工作方式。

今年到来的这座奖杯,其实并不是安德烈·海姆的第一个诺贝尔奖。早在2000年,海姆和英国人迈克尔·贝瑞共同获得搞笑诺贝尔物理学奖。他两人使用磁性克服了重力作用,使一只青蛙悬浮在半空中,并推测使用类似的方法可以克服一个人的重力作用,让他在半空中漂浮起来。这个发明被美国《大众机械》杂志评选为18年来搞笑诺贝尔奖最受欢迎的十大成果之一。 接着在下一年,海姆以自己养的宠物仓鼠为实验对象,完成了一篇关于磁悬浮的论文。

不仅于此,2003年,安德烈·海姆又选定一个“快乐”课题,研究壁虎脚上的绒毛的粘附能力。为此,他设计出一种叫做卡普顿的有着极小绒毛的材料,模仿出壁虎脚上绒毛的结构。将一平方厘米的模拟壁虎脚绒毛材料安在垂直平面上,居然可以支撑起一公斤的重量。

诺贝尔奖评审委员会称,把研究工作视为游戏,并在此过程中学习,是海姆及其团队拥有的特别之处。牛津大学物理学教授保罗·拉达埃利对如此简单研究方法和设备感到惊讶:在这个复杂的年代,有许多像超对撞机一样的设备,但他们居然成功地用透明胶带赢得诺贝尔奖”。伦敦帝国学院材料研究组负责人马克·米奥多尼克说:“看到这两人获得诺贝尔奖时,每个科学家的脸上都会浮起笑容,因为这表明就算你把实验室弄得乱七八糟,照样也能拿诺贝尔奖。而英国诺丁汉大学物理学教授劳伦斯·伊夫斯这样总结海姆和诺沃肖洛夫的获奖:他们两人为世人展现应如何从事科研——以好奇心为动力,做自己认为有意思的工作,直至创造神奇。

以上叙述给我们什么启发?

1、 始终保持好奇心;

2、 做自己认为有意思的工作;

3、 在研究中寻找乐趣;

4、 不要以功利为目的;

5、 不要强调外部条件不够而不动作;

6、 实践出真知,试验出成果;

7、 试验要亲自动手做;

8、 最后是——要做就做到底!


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发表评论 评论 (4 个评论)

回复 梁金昆 2010-10-10 14:41
快乐、知足,不带功利目的,当一个以学习、工作、研究为乐的人,当一个有素质的平凡人。
回复 强天鹏 2010-10-16 21:05
候戏说:Geim是个有很多稀奇古怪想法的实验物理学家。当然最影响深远的一次奇思妙想则是他石墨烯(grahene)的工作。石墨是个常见的材料,人们已经研究了近百年,石墨是层状结构,每一个碳原子层(石墨烯)靠范德瓦尔斯力吸在一起。又是范德瓦尔斯力!从前研究蜥蜴的时候,Geim要想办法用材料去模拟蜥蜴手掌去产生足够的范力,现在研究石墨烯,他要想办法怎么打破层之间的范力,剥离出单层碳原子。他和Novoselov打算用透明胶带(没错,就是办公室里常用的,最便宜的那种)。

和他同时尝试剥离石墨烯的还有哥伦比亚的年轻教授 P. Kim的科研小组。他们用的方法看上去更“高科技”一些,用AFM(原子力显微镜)的针尖扫过石墨顶端,企图依靠针尖的力量带下来几片石墨烯。

后来的结果大家都知道了,透明胶方法赢了AFM。在一次报告上,Kim说,当他听到Geim用透明胶法实现了单层石墨烯的时候,他心想,完蛋了,我可能拿不到终身教职了。不过,因为他跟进得很快,随后发表了几篇很重要的论文,现在已经成为正教授。

youtube上面有很多视频介绍到底怎么用透明胶剥graphene,有兴趣可以自行搜索。这个方法最神奇的地方在于,那么薄薄一层材料,居然可以用肉眼在显微镜下看到。

当然在科学发现中,好运气是重要的一部分。在剥离graphene的时候,Geim他们用的硅衬底上的氧化层是300纳米厚,后来人们发现,如果用其他厚度的氧化层,他们很可能无法在显微镜下看到单层graphene。

很多人觉得graphene不配拿诺贝尔奖,我相信这些人并不理解graphene这个体系的独特之处,就在前几天,人们在拉伸的graphene样品里发现朗道能级分裂,这说明拉伸对于graphene来说,相当于产生了上百特斯拉的赝磁场,这种宏观量子效应或许可以用来设计新的器件
回复 强天鹏 2010-10-16 21:06
hans 说: 2010-10-16于5:20听过Geim做过三次关于graphene的报告,他获奖不仅仅是因为发现了graphene,还有做过很多开创性的实验,他首先提出graphene中的charge carrier有相对论效应,测量了graphene的力学,电学和光学特性,并且都给出了解释。因为他的开创性工作,graphene形成了一个新的研究领域。
现在graphene已经有很多种制备方法了,不仅仅是胶带。
回复 xcb526 2011-3-5 21:22
  

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