诺贝尔物理学奖得主安德烈·海姆发现石墨烯的经历看起来充满了戏剧性：他和合作者在实验室扔掉的废弃胶带上，将石墨的层状结构分离开来，获得了人类第一个二维材料：石墨烯。
随后，他们测试出了石墨烯最薄、最坚硬的物理特性，并且发现它具有非常高的热传导性和电传导性。2010年，他们因“研究二维材料石墨烯的开创性实验”获得诺贝尔物理学奖。
安德烈·海姆并不是人们印象中严肃刻板的物理学家。在更早之前，他还曾将一只青蛙放到磁场中，调整出合适的磁场强度，让它悬浮在空中，这一实验为超导材料的应用提供了新的思路，令他获得了“搞笑诺贝尔奖”。他也成为了至今唯一一个同时获得过搞笑诺奖和真正诺奖的双料“诺奖”获得者。
10月28日，来到中国的安德烈·海姆接受了包括第一财经等媒体采访，分享了他的科研背后的故事、成长以及石墨烯等二维材料的应用前景。
“没有好奇心就太无聊了”
“最快获得搞笑诺贝尔奖的方法是什么？”在采访现场，一位学生向安德烈·海姆发出提问。
“简单回答，最快的方法就是不要试图去赢得奖项。”安德烈·海姆说，因为任何试图赢得诺贝尔奖或是搞笑诺奖的人，他们往往注定会失败。他说有些人把赢得诺贝尔奖作为职业生涯的目标，但其实“顺其自然就好，不要刻意去追求经济价值。带着一点儿自嘲，带着一点儿微笑去做研究，总有一天会成功的，这一点很重要，而不是试图赢得任何东西。”
而谈到自己为什么能够获得两个不同的诺奖时，他风趣地说：“这可能是因为我知道很多其他的诺贝尔奖获得者不是很幽默。”
在采访中，安德烈·海姆谈到了好奇心的重要性。而他发现石墨烯的经历就是如此。
过去，石墨烯被认为是一种只存在于理论中，无法在实验室中获得的材料。因为石墨烯是由碳原子构成的单层碳片，呈蜂窝图案的六边形平面晶格相互连接。尽管碳原子之间通过共价键连接，但在室温下，碳原子的强烈热振动将导致单层碳原子无法稳定存在，最终分解成微小的球状结构。因此，科学家普遍认为在室温下无法制备单层碳原子。
但充满好奇心的安德烈·海姆并没有放弃，他和实验室的伙伴想要试试看，如果将碳纳米管展开成单层碳原子厚的材料究竟会发生什么？他们试过很多方法，比如使用抛光机将石墨薄片变薄等等，但都以失败告终。
在石墨的实验中，科学家们往往先用胶带把石墨上不必要的杂质粘掉，从而分离出新鲜、干净的表面，这是扫描隧道显微镜研究中的一项标准技术。一次，安德烈·海姆和合作者对胶带产生了好奇，当他们把大家丢弃的胶带放到显微镜后，受到石墨残渣的启发，他们不断重复粘贴胶带的过程，利用黏性破坏石墨层间的范德华力。经过反复实验，他们成功地从中分离出了单层的石墨烯，并且证实它可以单独稳定存在。后来，他们把论文《原子级薄碳膜中的电场效应》发表在了2004年10月 《科学》杂志上，立刻引起了全世界科学界的关注，当时有人描述这就像科幻小说照进了现实。
安德烈·海姆说，好奇心很重要，不过如果仅仅是随机的好奇，对研究并没有真正的帮助，比如你可以好奇在月球上或火星上发生了什么，但这对研究用处不大，而且也没有解决问题的工具，比如天文望远镜、获得卫星数据等等，因此，他将科学的好奇心集中在他可以用自己的知识和工具做出贡献的领域。“没有好奇心就太无聊了。它可以让你的生活变得更加有趣，即使不能为某件事做贡献，学习不同的东西也是有用的。”
但成功的道路永远不会一帆风顺。 当被问及是否有过挑战或者想要放弃的时刻，安德烈·海姆回忆起自己经历苏联解体时的情形。他说过去自己在这里有成功的研究和明确的职业生涯，但有一天突然经历巨变，当自己来到英国后，口袋里除了1英镑什么都没有，一切都要从零开始。“生活中充满了障碍，你必须努力克服，每一天都要‘战斗’，所以时刻做好准备。”
幸运的是，海姆后来成为荷兰奈梅亨大学的副教授，专注在科研上，不用为了生计而奔波。此后，他还成为了中国科学院、美国科学院、英国皇家学会院士。他乐观地说，自己总是把需要挑战和学习的东西当成是“人生的惊喜”。
二维材料将引领材料变革
发现石墨烯并不足以支撑安德烈·海姆和他的同伴获得诺贝尔奖。更重要的是他们此后的研究，发现了石墨烯这一二维材料超级特性的优势：尽管只有一个原子的厚度，石墨烯的强度是同等重量的钢的200倍；它还有着出色的导电性和导热性，超高的透明度……石墨烯的种种特性打破了一系列材料纪录，因此它被称为“新材料之王”。
这意味着石墨烯材料能够从实验室走向工业应用。作为高效的导电材料，它可以用于制造更快速、更小型的晶体管和集成电路。石墨烯还可应用于可穿戴设备、柔性电子产品、高性能电池等领域。在光学领域，石墨烯的透明度超过97%，为显示技术和光电领域带来广泛的应用前景。
而安德烈·海姆最初发现石墨烯的那张胶带，像是打开二维材料的“魔盒”，在此后的十多年里，科学家们陆续发现了众多新型二维材料，包括单元素材料，如硅烯、锗烯和黑磷；过渡金属硫族化合物，如MoS2、NbSe2；以及主族金属硫族化合物，如GaS、InSe等多种材料，它们展现出独特而新颖的特性。
目前安德烈·海姆和他的团队已经展开了二维原子晶体的研究，引领世界范围内对二维原子晶体的研究，并开始探索二维原子晶体在分子、离子、质子、同位素分离等领域的应用，以及基于二维原子晶体的范德瓦尔斯异质结构材料等新方向。他打了个比方：人们可以把这些二维材料进行设计，赋予它更多特性，这就像“原子级别的乐高”搭出各种新的结构，应用在诸多领域。
在腾讯科学WE大会的演讲中，安德烈·海姆说，人类几千年的文明，从石器时代到青铜时代、铁器时代，再到现在的塑料和硅的时代，每个历史时期都留下了特定的材料。然而，下一个时代将会是怎样的？他认为答案是“二维材料”。
从学术到工业应用，有些材料花了70年，但石墨烯只用了20年，处在一个飞跃性的阶段。安德烈·海姆举例，它的降温属性和光源属性可以用在包括电池、光照材料、冷却LED、增强运动鞋上的荧光色等等方面，通过石墨烯材料还可以改进无人机的性能。再如，二维材料还能加到可穿戴可弯折的电子产品中，手表可能是透明的，还有可弯折的手机等等，实现只是时间问题。
他还提到，利用石墨烯可以轻易模仿、解释、验证了70年前就被科学家预测的量子世界隧穿现象，这为更多科学家利用电子的隧穿改进计算机组件、创造未来量子设备新材料提供了依据。
安德烈·海姆希望自己的经历能够让更多年轻学生得到启发。他说，人们发明铅笔已经有快500年的历史，当你用铅笔在纸上画出痕迹，里面其实就有石墨烯的存在。这种材料每天在人们的眼前出现，但是直到2000年以后，人们才发现这个神奇的材料。“在我们习以为常的生活中，还有很多值得发现的奇迹。”
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