時間:2003年1月2號。
地點:北京。
中國科學技術大學研究生院,簡稱國科大,材料學院。
元旦的第二天,和往常一樣,博士研究生盧強一大早來到實驗室準備開始他的實驗之旅。
走進研究所,門口旁邊保衛室的保安大叔忽然叫住了他,“盧強同學,這里有一封傅衛強教授的信,你處理一下吧。”
“哦,好的。”盧強應道。
為什么寄給傅衛強教授的信要交給盧強呢,其實這是有原因的,因為中國有太多的民間大科學家,就像數學學院那邊就經常收到自稱證明了“哥德巴赫猜想”民間數學家的信,材料所這邊也是如此,經常有來信,信的內容異常興奮聲稱自己有重大發現,什么碳變鉆石啊,發明了一種新物質新材料啊。
原本剛回國內教學,一開始還有興趣拆開信封看的傅衛強教授看了幾封之后就沒有再拆開這種信件,而是直接交給了學生處理。
對于盧強而言,這種信件簡直就是他枯燥實驗室生活的調劑品,他還印象很深地記得去年收到的一封信,信里面的內容照說應該要寄到化學工程學院那邊去的,卻不知道為什么寄到了材料學院這邊來。內容涉及一種汽車,不需要外界能量,只要依靠汽車在路上顛簸和摩擦的能量發電,將這些能量儲存起來就可以永久行走,后來那個民間科學家甚至還打電話過來學院,說要讓院長去見他,否則耽誤了他的重大成果要負責,真是讓人哭笑不得,然而這種啼笑皆非的事情每天都在發生。
看來今天也不例外,就不知道又是什么新的發明,盧強接過信件,只見信封上的寄件地址寫著一個他不知道的地方--豐唄。
路上,盧強就把信件拆開看了,如他所料,果然又有新物質被“發明”了,寫信的人說他成功從石墨中剝離出單層結構的石墨烯。
石墨烯的概念盧強知道,他的父親是大學物理老師,母親則是大學的化學老師,自小就受到熏陶,在家人的影響下早早對物理產生了濃厚的興趣,所以什么雜七雜八的物理書籍都有看了點。
后來更是對材料學感興趣,在逸仙大學讀完本科后,他便考取了中國科學技術研究大學研究生院,然后幸運的成為國內材料學專家,知名教授傅衛強的學生。
傅衛強是國科大材料學院的教授,博士生導師。多年來從事納米材料的制備方法、納米材料微結構及物性表征,曾經在RB物質材料研究所、德國馬普金屬所、加州伯克利分校從事研究工作。也曾在美國布魯克海文國家實驗室納米中心擔任研究員。1999年回到國內,在國科大材料學院擔任博士生導師,目前的主要研究方向是新型碳材料中的高溫超導現象和不尋常拓撲現象,曾經在Nature、Sce等雜志發表論文超過100篇,文章被他人引用約7000次。
在導師傅衛強的指引下,因此盧強對此領域也充滿了興趣,也很積極努力的吸取這一領域的各種知識。
對于碳這物質,盧強比大多數人都懂,也對它十分的著迷,碳是自然界分布非常普遍的一種元素,它的分布十分廣泛,以各種形式在自然界中存在著。
地球上的生命都是以碳元素為基礎的,碳元素是生命的骨架。從某種程度上說,材料學的專業基礎課程——有機化學其實就是碳的化學,它已經有了很長的發展歷史,為塑料、橡膠和纖維三大合成材料奠定了堅實的基礎,幫助人類創造了一個絢麗多彩的世界,極大地方便了人類的生產生活;也為新藥物的合成奠定了堅實的基礎,成了人類健康的保護神。
碳元素的最大特點之一是存在著眾多同素異形體,如人們熟悉的金剛石和石墨,前些年發現的卡賓,以C60為代表的富勒烯和碳納米管等。
為什么盧強會對碳元素如此著迷,因為在他看來,這些由碳組成的材料的特性幾乎可涵蓋地球上所有物質的性質甚至相對立的兩種性質,如從最硬到極軟、全吸光到全透光、絕緣體到半導體到導體、絕熱到良導熱、高臨界度的超導體等。
為什么碳元素會是如此的神奇呢?答案就在其獨特的電子結構上,碳元素是六號元素,其原子最外層有四個價電子,C原子除了可以sp3雜化軌道形成單鍵外,還能以sp2及sp雜化軌道形成穩定的雙鍵和叁鍵,可以和各種原子形成花共價鍵,從而形成許許多多結構和性質完全不同的物質。
石墨就是其中一種,而來信內容上所說的石墨烯一層層堆積最后便形成了石墨,碳納米管其實質就是卷曲的石墨烯結構。