最近刷爆朋友圈的文章，不看你就out了......
石墨烯將取代矽，為世界電子科技開創一個嶄新的時代！
石墨烯手機充電時間只需5秒，電池就滿檔，可以連續使用半個月！
石墨烯電池只需充電10分鐘，環保節能汽車就有可能行駛1000公裡！
什麼神奇的石墨烯到底是什麼東東？
石墨烯是世界上最薄、最硬的材料，於2004年問世,發現石墨烯的英國曼徹斯特科學家安德烈·海姆（Andre Geim，AG）和康斯坦丁·諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）憑藉著這一發現獲得2010年諾貝爾物理學獎。
所以我們就來認識一下今天的主角——Andre Geim（以下簡稱AG）。他的科學才華無與倫比。在他的眼中，科研是一個滿足自己好奇心的遊戲。並且在十幾年的時間中，玩耍出了很多驚世駭俗的科學成果，讓所有苦行僧一樣的科研狗們羨慕不己。
但當他還是一隻科研狗的時候，也曾經四面楚歌,苦逼到飯都吃不起的地步。
事實一再印證，命運之神會眷念每一個逗逼。於是，他終於發現了牛B的石墨烯，使人類的科技從矽時代一躍進入碳時代，並為自己贏得了科學家的最高獎——諾貝爾物理學獎。
他曾一無所有，他將擁有一切。他神一般的存在，只為證明一個真理：好奇心才是科學的第一推動力！！！
AG的這張照片看著好有男神範兒，充滿學霸的光環。不過，小編覺得他的長相好像一個人。。。
沒錯！就是《科學大爆炸》中的逗逼霍華德。事實也證明了，AG可能是所有諾貝爾獎獲得者中，最具逗逼氣質的獲獎者了。這事兒我們稍後再提，先說說他苦逼的前半生。
AG在35歲以前，是一個養家餬口都犯難的主兒。
AG上世紀80年代進入俄羅斯科學院攻讀固體物理學博士學位。導師給了AG一個不怎麼需要花錢的課題，然後。。。AG就花了5年的時間，想著怎麼在這個垃圾課題中找出一點有價值的東西。他努力了，並且發表了5篇paper。但一個學術網站的編輯對AG說，他這5年做的研究完全是一坨shi。。。
多年後，AG在回憶這段研究歲月時「深情」地說：「我還是從中學到了一些讓我受益終身的東西，那就是絕！對！不！要！讓你的學生研究那些已經死了很久的課題方向。」
1987年他拿到自己的博士學位後，進入俄羅斯科學院，開始了一條科研狗的生活。
AG找了個機會跑到英國做博士後，隨後幾年中又分別去了丹麥、荷蘭，其實就是去這些發達國家的實驗室裡打工掙錢養家餬口。
由於之前一直沒有做出什麼亮眼的成果，也沒有發過什麼好paper。所以，AG到哪兒都是一個無名小卒，無人問津。時間一晃，他已經36歲了，基本上一事無成。沒有自己的科研團隊，沒有研究方向，更沒有豐厚的科研經費。
如果是在中國，他這樣的科研狗已經被很多所謂的專家們在科研上判死刑了，用來作為反面教材教育年輕人要好好聽話、老實幹活、多發文章。
被中國專家緊握著手，AG只能「呵呵」了
一個偶然的機會，AG成為荷蘭一所大學的副教授。為了能專心做科研，不再為五鬥米奔波，他選擇加入荷蘭國藉。吃飯問題解決後，他那被雪藏已久的逗逼氣質，漸漸地甦醒了，有如黃河泛濫，一發不可收拾。
他所在的實驗室中，有一臺能產生20特斯拉的超導磁鐵，幾乎是人類製造出的最強磁場。嗯。。。這個怎麼形容呢，就是比我們日常見到的電磁鐵磁性強幾十甚至上百倍吧。如果在這樣的磁場周邊放上刀叉之類的鐵器，估計會馬上變成小李飛刀。
然後，沒有科研經費的AG，就打起了這臺超導磁鐵設備的主意。
磁學有一個特別有意思的特性，就是當物體在磁場中運動時，物體中會產生與運動方向相反的力，抵抗物體的運動。
嗯，作為漫科普一名堅持不講科學公式的小編，我是不會告訴你抗磁性是運動的電子在磁場中受電磁感應而表現出的屬性的。
大家只要記住一點就夠了：所有的物質都有抗磁性，也就是會抗拒被磁場磁化。只不過有些物質的順磁性或鐵磁性太強，如磁鐵，將抗磁性掩蓋了，從而表現出磁性。另外，由於抗磁性係數不同，產生的斥力大小相差也很大。
那麼，磁學的這一個特性，有什麼好玩的地方呢？看看下面令人大開眼界的動圖。
這個有趣的現象又被稱為「羽落術」。這裡使用了一塊釹磁鐵和一隻粗銅管。釹磁鐵產生磁場，而銅是優良的抗磁性物質。運動的磁場與銅管相互作用，銅內產生感應電流，通過電磁作用產生向上的斥力阻礙了釹磁鐵下落。從而，產生畫面中重物在空氣中緩慢下落的神奇效果！
嗯，我們期待已久的AG終於要登場了。吃飽喝足後，他的逗逼創造力，絕對可以在科學史上寫下濃墨重彩的一筆。
於是，他逗逼的往20特斯拉的磁場中倒水。。。沒錯，就是倒！！！！ 水！！！！
這要是在中國，老闆看到哪個科研狗膽敢往高級儀器中倒水，一定會讓這隻科研狗腦子進水。。。
估計沒有哪只科研狗敢做出這麼膽大妄為的舉動，於是，AG成為了AG，而中國的科研狗們繼續NG。。。
上帝的秘密就這樣被AG發現了。一滴渾圓的水滴，像失去了重力一樣懸浮在磁場中。它就在那裡，不上不下，不悲不喜，不離不棄。
水為什麼會懸浮在磁場中呢？其實，水分子也具有抗磁性，只不過非常小，如果是一般的磁場，產生的斥力與水滴受到的重力相比，完全可以忽略不計。但AG所用的磁場是如此之強，足以使水滴克服地球重力懸浮起來。
當然，作為一個被壓抑了多年的科學逗逼來說，AG絕不會滿足於把一滴水懸浮在空中，因為那樣太不夠逗逼精神了！！
生物體內絕大多數都是水份，而且，蛋白質等也是抗磁性的。問題來了：生物如果在強磁場中，會像水滴一樣懸浮起來嗎？
於是，他把活的生物體也扔到了那個威力巨大的強磁場中。其中，最搞笑的是一隻青蛙。
當青蛙被放到磁場中，青蛙的每個原子都像一個小磁針，外界磁場對這些小磁針作用的結果產生了向上的力，如果磁場的強度適當，這力與青蛙受的重力達到平衡，它們就能懸在空中。懸浮的青蛙，也為AG贏得了2000年的搞笑諾貝爾物理學獎。
這隻青蛙，大概是第一個沒有受外力作用，比如氣流等，而能夠在地球上懸浮的活體生物了。
嗯，說到這裡，大家肯定自然而然地會想到，人體是否也能懸浮在磁場中。從理論上說，是完全沒有問題的。利用抗磁原理，只要用足夠強的磁場，經過周密的設計，將來就有可能使人體在磁場中懸浮起來。
AG搞笑的本色並未就此停止，他後來做的一系列逗逼科研更是有增無減，甚至為他贏得了真正的諾貝爾獎。
AG另一個牛B的研究，是發明了一種膠帶。
嗯，先別急，如果你知道這個膠帶的背景，就知道這個發明有多腦洞了。
在電影《諜中諜4》中，阿湯哥曾戴著一雙「壁虎手套」，順著玻璃牆，徒手攀爬世界第一高樓——哈利法塔。
當然，這只是電影的一個橋段，壁虎手套是人們想像出來的。但在自然界中，壁虎爬牆的本事，卻真的讓人類垂涎三尺。無論是粗糙的樹幹，還是光滑的玻璃，壁虎都能行走如飛。壁虎為什麼有如此神奇的本領？
原來，秘密就在壁虎的腳掌上。
人們曾經以為壁虎的腳掌能在各種材質的牆壁上行走，是由於粘液或腳掌上小吸盤的幫助。但這些假設很快被實驗推翻了。簡單想一想就能明白，如果壁虎是被粘液或吸盤牢牢地吸附在牆上，它怎麼能夠靈活地邁步呢？所以，壁虎行走的迷題一直沒有很好的解釋。
直至2000年，美國科學家用電鏡放大觀察壁虎的腳掌，發現壁虎的腳掌充滿了無數小的毛狀物體。由於這些物體比較硬，又稱為「剛毛」。那些看似小鉤子一樣的剛毛末端，實際上是開叉的，每根剛毛都分成了100-1000根更細的絨毛，這些絨毛的尺寸小到納米級品。
因為這些絨毛如此之小，以至於整體的表面積大大提高。極大的增加了壁虎腳掌的表面積，特別是當壁虎攀在那些粗糙的物體表面時，這些絨毛更能填滿那些細小的坑窪。
現在要說的，就是壁虎最牛B的地方了。它根本不是靠人們想像的宏觀條件下的力吸附。它依靠的是剛毛上的小絨毛，與牆壁產生的範德華力——也就是說，是它腳掌上的分子與牆壁分子間產生的力！
說到範德華力，是一種發生於分子與分子之間的吸引力。下面的小實驗可以讓你體會到範德華力的力量。
找兩本厚一點的書，最好是紙張薄軟一點的，像洗撲克牌一樣把兩本書的書頁一張壓一張的疊在一起。全部疊完後用手壓一壓，然後分別抓住兩本書的書脊，試試能把它們拉開嗎？把兩本書「粘」在一起的力量，就是範德華力。
如果你沒有耐心把兩本書一頁一頁的交疊，也可以去買一部新手機。很多人都特別享受揭開新手機屏幕保護膜的那個瞬間，其實那層膜就是靠範德華力「粘」在手機屏幕上的。
相比讓原子構成分子的那些作用力，範德華力很小，生活中我們往往不會在意到它的存在。但是這個很小，只是相對來說的。億萬根這樣的絨毛足以產生巨大的吸引力，從而可以使得壁虎爬上任何物體表面，甚至玻璃的天花板。有科學家測算，壁虎腳掌上剛毛產生的吸附力，可以達到其體重的50倍。
聽到這兒，是不是覺得壁虎超級牛B。人類文明發展了上萬年，也就是近一、兩百年，才開始認識到原子、分子間力的作用。而壁虎，則早已運用分子間的範德華力吸附在牆上傲嬌幾百萬年了。
說了這麼多壁虎，該輪到我們的科研男神AG登場了。
壁虎腳掌這麼好玩的課題，當然不會逃脫AG的視線，他一時興起，就想試試能否做出像壁虎腳掌一樣的膠帶。這種膠帶最大的優勢是可以反覆使用，而且吸附力強大。未來，人類也可以像壁虎一樣自如攀爬高樓，《諜中諜4》中的鏡頭絕不是夢。
於是，他模擬壁虎腳掌的結構，在一種高分子材料（聚醯亞胺）上進行刻蝕，製造出單個微突起直徑為500nm，高2μm，以間隔1.6μm周期性排列的表面。製作了一片小小的膠帶。放大後，膠帶表面是這個樣子的（密集症患者迴避～～～）：
這種膠帶中每0.5平方釐米負重可達300克的物體。如果要把一個人粘在牆上，用一張A4紙大小的膠帶就足夠了。而且這種膠帶可反覆使用，被稱為「壁虎膠帶」。
這一次，他還是不改逗逼本色，把蜘蛛人（模型）牢牢地粘在天花板上。於是。。。世界媒體又沸騰了。。。這是人類為數不多地仿照動物身體微觀結構，製造出的神奇材料。
仿生材料學，自此進入研究高潮。
現在，全世界都對AG充滿了期待——他又會玩出什麼讓人眼前一亮的科學成果呢？
哦，順便說一句，受AG的啟發，美國的科學家們已經真正地發明出了「壁虎面板」。並且成功地攀爬上一面二十幾米高的高牆。。。是不是有種想立刻爬牆的衝動？
關於壁虎手套的研究，絕對可以拍攝一部不亞於好萊塢科幻大片的科學紀錄片。小編改天再跟大家好好嘮一嘮這項研究。
時間又到了2004年，這一年，AG想玩一次大的。
現代人類對於物質結構已經有了一個相對明確的認知。如果從原子尺度觀察物質結構，原子們就是像搭樂高積木一樣構建出我們這個千變成化的物質世界。
而在人們所認知的結構中，石墨絕對是一個另類。
石墨的晶體結構是層狀的，靠微弱的範德華力把相鄰的兩層貼合在一起。層與層之間充斥著大量的電子，因此，石墨是良好的導電體。
而單個石墨層，則是碳原子與碳原子相互連結形成正六邊形，並延伸成一張無限大的原子網。這張網上的原子連結的是如此結實，以致於這張網比鑽石還硬。
有過削鉛筆經驗的小夥伴們都很清楚，鉛筆中的石墨芯是很軟的，而且很容易就掰斷了。用鉛筆書寫，其實就是一個將芯上脫落的石墨顆粒留在紙面上過程。
這是因為石墨相鄰分子層粘合的力很弱。石墨層很容易發生相互移動或剝離。就像下面這幅圖示意的一樣。
隨著現代化科學儀器的不斷進步，人類研究的尺度也越來越小。已經進入到納米、甚至更小的原子級別。然而，儘管人們對石墨的結構已有了完全的認識，甚至預言了單層的石墨可能會具有非常好的物理性質。但如何把石墨不斷地磨薄，薄到只有一個原子的厚度，這個世界難題還是讓所有的科學家們望而卻步了。
甚至有些科學界的大牛們斷言，單層的石墨是不可能獨自存在的！所有妄想做出單層石墨的人，都是痴人說夢！
馬雲的這句話很精闢：夢想還是要有的，萬一實現了呢？
於是，AG果斷地把一塊石墨遞給一個研究生：「去，把它磨到最薄！」
那個研究生當時就暈菜了。。。鐵杵磨成針已是極致，你居然讓我磨到原子量級。。。
於是這個研究生天天苦逼地磨石墨，幾個月後，已經磨到最薄，實在磨不下去了。拿來一測量，還有幾千個原子層厚，他絕望了。。。於是撒手不幹，老子不玩了。
此路不通，AG只好再尋他途。這時，他看到學生用透明膠帶貼在石墨表面，就問學生為什麼這麼做。學生說膠帶可以把表面一層髒的石墨撕下來，再用乾淨的表面來磨。
瞬間，AG的腦洞亮了。他把撕後的膠帶放到顯微鏡下觀察，發現膠帶上的石墨厚度比那個研究生辛苦磨出來的石墨片薄多了，有些甚至只有幾十個原子層厚。
撕！！下！！來！！
撕！！下！！來！！
撕！！下！！來！！
重要的事情說3遍。
於是，史上最簡單粗暴，駭人聽聞的科學實驗誕生了！AG真的反覆用透明膠帶粘在石墨上，然後一遍又一遍地撕膠布，直到膠帶上的石墨越來越薄，直至一個原子的厚度，也就是獲得了單層的石墨，又被稱為——石墨烯。
在石墨烯中，六邊形的原子結構清晰可見
大家應該都有過用膠帶粘紙上的錯字的經歷。而AG製備單層石墨烯的過程與之類似。
AG再次向世人證明，解決具有挑戰性的科學問題，往往不需要用高深的理論或複雜的儀器，需要的，更多地是人們對日常生活細緻的觀察與靈活地運用。
面對用透明膠帶撕出來的石墨烯，全世界的科學家毫無保留地獻出了他們的膝蓋。
擁有搞笑諾貝爾物理學獎的逗逼之神AG，因為率先做出石墨烯並測試了相關的物理性能，獲得了2010年諾貝爾物理學獎。這一次，是貨真價實的諾貝爾獎。
關於石墨烯，再囉嗦幾句。有人把石墨烯喻為人類在21世紀最重要的材料。石墨烯導電性極好，而且幾乎透明。未來幾年將運用到手機屏中。
而且石墨烯強度極高，秒殺鋼鐵等材料。已經有人腦洞大開，準備未來用石墨烯修建通往太空的軌道。
AG的故事還遠沒有結束，全世界的人都在盯著他，未來，他又會帶給我們怎樣的腦洞與歡樂呢？
評：不要小看任何一個富有想像力的人！
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文章來源：漫科普
今日編輯：麥片
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