诺贝尔物理学奖昨揭晓,两位俄罗斯裔科学家海姆和诺沃萧洛夫,凭发现「神奇碳」石墨烯这种世上最薄最坚固、可成为优良导电体的划时代物料,分享殊荣。外界预期,石墨烯可望应用于电脑晶片,最终取代硅的地位,引发电子工业革命。海姆更是历来首位正牌诺贝尔奖与搞笑诺贝尔奖的得奖者,当年其获奖的搞笑之作,就是利用磁场作用令小青蛙悬浮半空。
负责评审的瑞典皇家科学院,表扬51岁的海姆(Andre Geim)与年仅36岁的诺沃萧洛夫(Konstantin Novoselov)的「突破性实验」,形容石墨烯(graphene)是「完美的原子晶格」(atomic lattice),「展现量子物理世界无比特殊的性质」。
由碳原子构成的石墨烯,厚度只有一个原子,相当于人类头髮20万分之1的厚度,被喻为最新的「二维物料」。这种超薄状态下的碳几乎透明,分子排列却紧密得连细小的氦原子也不能通过,无论在真空或室温下都保持稳定,没有出现氧化或分解情,是最坚固的纳米物料。作为导电体,其导电性媲美铜,传热表现更超越一切已知物质。与塑胶混合后,石墨烯更可令塑胶传电,并提高其耐热性。
理论上,以石墨烯製造晶片电晶体(transistor),其传输效率比传统的硅晶片速度更高,兼更耐热,解决业界为求改善晶片效能,不断将更多电晶体容入晶片造成的高热问题,有助製造出更高速的电脑,为电子工业带来革命。
石墨烯与塑胶製成的新物料,具备轻巧及坚固的特性,可望应用于新一代人造卫星、飞机及汽车等交通工具。作为几乎透明的物料,更可应用于太阳能电池及轻触式屏幕等。但评审委员亦承认,目前大部分用途「只存在于我们的幻想」。
在英国曼彻斯特大学从事研究却拥有荷兰籍的海姆,不肯预期石墨烯日后有什麽用途,却指获奖是意料之外,当评审委员会致电通知他获奖,他正在查阅电邮及文件,「我睡得很好,没期望自己会在今年获奖」。他把诺贝尔得奖者分为几种人,「其中一种是获奖后馀生什麽也不干,对社会再无建树」,另一种就是「外界普遍认为他们只是意外获奖,所以之后研究更加倍落力」,他认为自己是后者,获悉得奖后继续埋首研究。另一名得奖者36岁的诺沃萧洛夫则是海姆的博士生,他对获奖感到「震惊」,形容获奖是「疯狂」的,没想过会得到殊荣。