材料帝国(校对)第275部分在线阅读

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  所谓纳米碳管,是指由单层或者多层的石墨片卷曲而成的细长管状材料,其内径一般在3纳米以下,长度大约1微米左右。这种材料是1991年日本学者在用高分辨率电镜观察电弧真空蒸发石墨电极产物的时候发现的,随后便有许多学者发明出了若干种制备方法,使其成为一种重要的新型纳米材料。
  纳米碳管随着直径和螺旋角的不同,分别可以呈现出导电、半导电和绝缘的特征,能够制作成分子级别的电子元器件。它还有很高的强度和弹性,而重量又非常轻,因此有可能用于制造轻型高强度纤维。科幻作家曾设想过在地球与月球之间建立一座电梯,以方便往返,有人指出,如果要制作这样的电梯,最理想的材料就是纳米碳管纤维。
  关于纳米碳管,还有一个非常有趣的情况,那就是它的光吸收能力极强,曾有科学家用纳米碳管制作出了据称能够完全吸光的材料。也就是说,光线照在这种材料上,不会有丝毫的反光,因此可以称为世界上颜色最黑的材料。
  宁静是做超导研究的,也曾关心过纳米碳管这种新材料,但她想不出来,秦海为什么会莫名其妙地想起这样一种材料,难道就因为她说了一句“把石墨切成薄片”吗?
  秦海对于宁静的猜测给予了一个否定的回答:“NoNoNo,不是纳米碳管,而是一种二维的材料,它是由碳原子相互连接形成的一块薄膜,薄到只有1个碳原子那么厚。你想想看,这样薄的一种材料,会有什么样的性能。”
  “1个原子那么厚的薄膜材料?”宁静皱着眉头想了想,说道,“我想象不出这样的材料,如果只有1个原子那么厚,这种材料会不会很脆弱啊?我怀疑它在现实中能不能存在。”
  “纳米碳管就是1个原子厚度,只不过它是卷成了一个管子而已。如果把纳米碳管切开,展平,不就是1个原子厚度的薄片了吗?你觉得纳米碳管的强度如何呢?”
  秦海笑呵呵地启示着宁静,事实上他也并不需要宁静给出什么回答,因为他对于自己所描述的这种材料的特性,是非常了解的。这种材料就是在21世纪前十几年里在材料学界,甚至是在经济领域里搅得沸沸扬扬的一种新型材料:
  石墨烯!
第五百一十一章
送你一个大馅饼
  在科学史上,石墨烯是2004年由英国曼彻斯特大学的Geim课题组发现的,其特征正如秦海所说,是一种单原子层的石墨晶体薄膜。当时,Geim等采用的是一种“撕胶带法”来获得石墨烯。他们先把石墨切成薄片,然后用一种特制的胶带粘住薄片两侧,反向撕开后,薄片就一分为二,分别粘在两边的胶带上了。重复这一过程,就能够得到越来越薄的石墨薄片,直至最终获得只有一个原子厚度的薄片,也就是石墨烯。
  石墨烯被发现之后,迅速引起了材料科学和凝聚态物理学界的关注,关于石墨烯的性能研究一时间成为最热门的课题,而相应的制备方法研究也接连取得了突破,使石墨烯的应用成为可能。
  石墨烯具有优异的力学性质、电学性质、热学性质和光学性质,能够用于构筑各种高性能的纳米器件。由于其单片层结构的特征,石墨烯还能够用于制备具有独特化学和电化学性质的碳基材料,诸如各种薄膜材料、气凝胶、炭泡沫等等。
  商人的眼光是最为敏锐的,石墨烯一经问世,就引起了经济领域的广泛重视,并被誉为“万能材料”。许多国家纷纷投资开发石墨烯产业,争抢这一可能产生巨大收益的技术高峰。
  作为一名穿越者,秦海怎么能够不知道石墨烯的价值,只是前些年受制于技术和自己的经济实力,他还无暇顾及这种有着巨大潜力的材料。这一次,受到宁静一句调侃的启示,他突然意识到,进行石墨烯研究的时机,应该已经成熟了。
  宁静见秦海说得认真,也收起了调笑的表情,说道:“秦海,你确信真的有一种这样的材料吗?在我印象中,几年前日本东京大学的几位教授曾经尝试过制造单层石墨片,但没有成功,他们制造出来的单层石墨片完全无法独立存在,很快就分解了。凝聚态物理学界有过一个论断,认为‘完美二维晶体结构无法在非绝对零度下稳定存在’,难道你想打破这条定律吗?”
  秦海笑道:“所有的论断都是用来打破的,你说的这条定律也不例外。不过嘛,这件事情你就先别操心了,还是踏踏实实研究你的铁基超导为好。一心不能两用,你不要在其他事情上浪费时间。”
  “还说我呢,你说说你自己一心多少用了?”宁静斥道。
  “没有没有,我一颗心都在你身上,绝对没有二用。”秦海笑着表白道。
  “呸,谁知道你……”宁静对于秦海故意混淆概念很不以为然,随后便反驳了一句。不过话说到一半,她就没再说下去了,关于秦海一心几用这个话题,似乎有些敏感,她还是尽量回避为宜。
  经过在珠宝店里的一番遭遇,两个人也没了继续逛街的心思。宁静惦记着自己明天的主题发言,急着要赶回宾馆去与导师陈宗则再讨论一下。而秦海则是因为突然想到了石墨烯的问题,心痒难耐,也想赶紧回宾馆,去与自己的部下商谈。
  两人叫了辆出租车回到宾馆,一起上了楼,然后各自分头去忙自己的事情。宁静回房间拿了论文稿,前往陈宗则的房间去与导师进行最后的润色。秦海连房间都没回,径直来到了材料学院专家聂森的房间。
  聂森是秦海从浦江招来的一名专家,在纳米材料性能与制备方法研究方面颇有一些建树。这一次,他是带着一篇“化学气相沉积法制备TiN/Si3N4陶瓷纳米复合材料”的研究论文来巴黎参加材料年会的。他研究的几种陶瓷纳米复合材料已经在曲武陶瓷集团投入了生产,被广泛应用于汽车发动机、电子元器件等方面,取得了良好的经济效益,也正因为这一点,他颇受秦海的看重。
  秦海来到聂森房间的时候,聂森正在伏案翻看着刚刚上街买来的几本学术书籍,看到秦海到来,他有些意外,连忙起身让座,同时笑着问道:“秦总,你怎么来了……刚才大家还在说,你和小宁肯定要在外头吃烛光晚餐呢。”
  “哈哈,我可没那么浪漫。”秦海在沙发上坐下,微笑着说道,“对了,聂教授不说,我还真忽略了,下一次我们再出来开会,应当鼓励大家带上家属,让你们这些喝过洋墨水的大教授能够带夫人去浪漫一下。”
  聂森是早年在国外留过学的,所以算是喝过洋墨水的那批人。听到秦海这样说,他笑着说道:“我和我夫人是老夫老妻了,还浪漫什么。倒是你和小宁还年轻,应该多浪漫浪漫。我们大家都说,秦总和小宁真是金童玉女,天生的一对啊。小宁这么有才气,年纪轻轻就在超导研究方面取得了这么大的成就,而秦总又有思想,又有经济实力,你们俩在一起,无论是生活还是事业,都算是珠联璧合呢。”
  秦海连连摆手笑道:“罢了罢了,我发现咱们材料学院还真是一个锻炼人的地方,像你聂教授这样治学严谨、不苟言笑的大学者,到了材料学院都变得能说会道,而且还会拿我这样的晚辈开玩笑了,真是让人想不到啊。”
  “哈哈,我也发现自己到了材料学院以后,变得年轻了。”聂森说道,“上次我回浦江去,原来的老同事都说我和过去大不一样了,不但人长胖了,心态也年轻了,这都是咱们材料学院的风气影响的。”
  “年轻一点好啊,心态年轻了,才能有活力嘛。”秦海说道。
  两个人说笑了几句,聂森问道:“对了,秦总,你还没说到我这里有什么事情呢,你总不会是随便来串串门的吧?”
  “串串门也未尝不可啊,难道聂教授不欢迎我串门吗?”秦海问道。
  聂森道:“那倒不是,秦总愿意来串门,我还求之不得呢。你去材料学院问问,有谁不欢迎秦总去串门的?不过,秦总这样日理万机,没有什么事情只怕不会随便来串门吧,是不是和明天的会议有关的什么事情,要吩咐我们?”
  秦海道:“吩咐可不敢当,不过,的确是有件事,想和聂教授商议一下,不知道聂教授有没有时间。”
  “我有时间,秦总,有什么事你就说吧。”聂森把桌上的书全部合上,正襟危坐地面对着秦海说道。
  “聂教授,你此前做的陶瓷纳米复合材料研究,现在已经取得了一些成果,我想跟你商量一下,你能不能把后续的研究交给你的助手去做,然后开辟一个新的研究领域。”秦海换了一副认真的表情,问道。
  “完全可以。”聂森毫不犹豫地说道。他正在研究的东西,其实还是颇有一些价值的,做得好能够弄出几篇非常不错的论文,还能产生出一些有收益的专利。但是,听到秦海叫他放弃,他二话不说便答应了下来,以他的经验,知道秦海既然提出这样的要求,必然是有更重要的任务要交给他去做,而且这个任务必定是能够取得更大成就的。
  “秦总,你有什么事情,就直说吧,只要是我能够做的,绝无二话。”聂森道。
  秦海道:“我有一个想法,不确定能不能实现,想找一位理论和实践功底都极其扎实的专家来尝试一下,不知道聂教授有没有兴趣。这个想法是这样的……”
  说着,他便把有关石墨烯的想法一五一十地向聂森做了一个介绍。当然,他并没有把话说得非常确定,只是说自己有这种猜想,依据前人的经验,应当是能够做成的。在具体的石墨烯制备方法方面,他也提了一些点子,其中既包括了Geim等人曾经用过的撕胶带法,也包括了后来的科学家所发明的晶体表面外延生长法、化学气相积淀法等等。
  在秦海讲述的过程中,聂森一声不吭,埋头在笔记本上做着记录,不时还在记录旁边写着自己灵光一闪想到的一些问题。秦海说的这些材料制备方法,都是聂森非常熟悉的,只是从来不曾想过要用在石墨材料的制备上。秦海把问题说得很清楚,聂森也听得很明白,他隐隐感觉到,秦海的设想是非常有道理的,照着这个思路做下去,秦海说的单层原子的石墨烯材料很可能可以制造出来。
  至于这种材料有什么样的性能,聂森一时还猜不出来,但他知道,只要有了石墨烯的样品,进行性能的测试不过就是一些例行公事的操作而已。
  稳定存在的二维晶体材料,这是秦海对于石墨烯的界定,聂森当然知道这意味着什么。如果这种材料能够被制备出来,就意味着凝聚态物理学的一条定律将被推翻,这是具有划时代意义的发现。这样的发现,是能够在Science或者Nature这样的国际顶尖学术刊物上占有一席之地的,甚至因此而获得诺贝尔奖也并不算奢望。
  这样大的一个馅饼,秦海就放在自己的面前了,这怎么能不让聂森感到兴奋。
第五百一十二章
我是宁静小姐的未婚夫
  秦海把有关的想法向聂森交待完就离开了,留下聂森一个人呆在房间里时而皱眉、时而狂喜,整整一个晚上都没能睡踏实。
  提出石墨烯的概念很容易,但要制备出稳定存在的石墨烯样品,还有大量艰巨的工作要做,需要付出若干年的努力。秦海本身并不是研究石墨烯的专家,他无法向聂森说明所有的技术细节,只能指出一个方向,再给予聂森以足够的授权,让他可以充分地调动人力、物力,去完成这项跨世纪的科研工作。
  聂森自然也是懂得科研的难度的,在他心目中,觉得自己如果能够用10年时间完成秦海交付的任务,就已经算是功德圆满了。这样一项足以在材料科学史上写下浓墨重彩的一笔的科研成果,即便是让他付出一生的精力,又有何妨?
  有了石墨烯这样一个目标,聂森对于自己即将在材料年会上做的发言也没什么兴趣了,在他看来,从前做过的研究简直就是小儿科,不值一提,只有石墨烯这个大课题才是能够证明他实力的舞台。
  第二天,国际材料年会在巴黎高等师范学院的学术会堂隆重开幕,来自于全球几十个国家的材料学专家济济一堂,交流着过去一年中材料学领域里的重大成果。
  在这届年会上,最引人注目的,莫过于京城大学物理系在读研究生宁静所做的会议主题发言,她介绍的内容是铁基超导材料的发现与超导机理分析。
  由于有秦海的指点,宁静在关于铁基材料超导特征的研究方面没有任何的犹豫,在经过数百次的尝试之后,终于找到了正确的配方,发现了镧铁砷氧材料的超导特性。随后,她又在导师陈宗则以及其他同学的帮助下,不断改进配方,使铁基材料的超导临界温度提高到了50K的水平。
  这一成果一经发布,立即在超导材料界掀起了一场轩然大波,全球各地的超导实验室纷纷加入这一研究,先后提出了十几种不同的铁基超导材料,相应的理论研究也是成果斐然。
  由于铁基超导所展现出来的远大前景,今年的材料年会将其作为一项重要内容予以推介。宁静作为第一个发现铁基材料超导特征的学者,获得了就此问题做主题演讲的殊荣。据说,她是自材料年会创始以来最年轻的主题演讲嘉宾。
  在最初得到材料年会的邀请之时,宁静惶恐不安,竭力要求陈宗则去做这个演讲。陈宗则在略略思考了一番之后,便拒绝了宁静的好意,鼓励宁静接受材料学会的安排。陈宗则自然知道,能够在材料学会上做主题演讲是一种何等的荣誉,这种荣誉对于他来说也是可望而不可及的。但是,在诱惑面前,陈宗则还是选择了放弃,没有与自己的学生去争抢。
  对于陈宗则的谦让,秦海有着不同的想法。他觉得,陈宗则这样做不仅仅是因为他的高风亮节,或许还有忌惮秦海的成份在内。谁都看得出来,铁基超导的发现,是秦海送给宁静的一份厚礼,其目的就是要让宁静因为这项发现而名扬天下。没有秦海的指示以及不计工本的资金支持,宁静怎么可能在毫无征兆的条件下坚持这样一项研究,并且最终取得突破。
  宁静是陈宗则的学生,如果没有秦海这样一层关系,陈宗则把宁静的成果划到自己名下也是合情合理的,谁也说不出什么闲话来。可是,有秦海在宁静的背后撑腰,陈宗则再要去抢这个荣誉,就有些心虚了,还不如表现得宽厚大度一些,让属于宁静的荣誉全部还给她。
  宁静想不到这么多的弯弯绕绕,作为刚刚踏入科研领域的一位在校生,她还无法深刻地体会到一个主题演讲的资格是何等重要。在这个圈子里,有多少公认的学术大牛一辈子都没能获得过一次做主题演讲的机会,而她不过是一个刚满24岁的在读研究生,居然就能够走上这块红地毯了。
  “我们发现,要获得更高的转变温度,最直接也是最简单的方法,是合成一个含有多个铁砷层的单胞,这一点与铜氧化物超导体中的超导机制有类似之处。在这两个体系中,上临界场非常高,从而配对势很强,而超流密度却很低……”
  宁静用激光教鞭指着大屏幕上的幻灯片,侃侃而谈。
  最初走上讲台的时候,看着全场那么多白发苍苍的大学者,她还真有了几分怯场的感觉。但随即她就看到了坐在最前排的秦海,看到秦海眼里传递过来的鼓励的神色。她努力地让自己平静下来,照着事先已经排演过许多回的内容开始讲述。随着讲述的内容逐渐展开,她慢慢地忘记了害怕,开始进入她所熟悉的学术空间。在这个空间里,她已经徜徉了若干年,足以驾驭其中的一切。
  “哗哗哗!”
  掌声如雷鸣般地响了起来,让沉浸在学术之中的宁静骤然又回到了现实。她这才发现,自己已经不知不觉地做完了整个演讲,学者们在用热烈的鼓掌向她表示着鼓励。
  “非常好,宁小姐,你的讲述非常完美,你提出的理论模型正如你个人一样漂亮。”会议主持人走上前去,向宁静伸出手,表示着祝贺。
  “谢谢格默教授,谢谢。”宁静一边慌乱地与主持人握着手,一边激动地说道。这位格默教授可是她仰慕已久的学界泰斗,今天能够在这样一个场合里遇到,而且还能够与他握手,接受他对自己的祝贺,实在是让宁静有种受宠若惊的感觉。
  “宁小姐,我很想知道,你是怎么想到对铁基材料的超导特征进行研究的?实不相瞒,我也曾经和我的助手尝试过研究铁基材料,但没有取得进展,于是很快就放弃了。而你却能够在这个方向上坚持地做下去,直到摘取这枚明珠,这是出于一种什么样的信念呢?”格默教授笑呵呵地向宁静问道。
  “我的导师陈宗则教授一直都对具有层次的四方结构准二维材料有过研究,猜测在这种结构中可能存在着一种我们所不了解的超导特性。我们这一次提出来的镧铁砷氧正是这样一种结构,这种材料的发现,验证了陈教授多年以来的猜想。当然,我能够在多次实验失败的情况下坚持不懈地对铁基材料进行研究,还得益于我的朋友秦海先生对我的支持,是他鼓励我在这个方向上继续做下去,不要半途而废。”宁静说到这里,把目光投向了秦海。
  格默顺着宁静的目光,看到了秦海,他装出一副惊诧的样子,问道:“宁小姐,你说的是这位年轻的小伙子吗?天啊,我感觉他的年龄并不大,是什么让他有如此睿智的目光?”
  秦海在这个时候已经站起来了,向格默微微地笑着。在前一世,他就认识这位颇有几分幽默感的格默教授,那时候他习惯于称之为“格默老头”,而格默也是欣然受之。不过,在这一世,格默还不认识他秦海是何许人也,只是因为他支持了宁静的研究,而对他有几分兴趣。
  “小伙子,你愿意到台上来向大家介绍一下你的想法吗?”格默向秦海问道。其实他对于秦海是否能够做出一些学术层面上的解释并没有期待,他只是把这种互动当成会议上的一个小花絮而已。
  “非常愿意。”秦海毫不忸怩,爽快地答应了一声。他顺着台阶走上了讲台,就手接过格默递给他的麦克风,用流利的英语对着全场大声地说道:“各位尊敬的女士们、先生们,大家好,很高兴有这样一个机会与大家相识。我叫秦海,是中国大秦工业集团的董事长,简单地说,就是一位商人。当然,我还有一个身份,也许是与这次材料年会相关的,那就是……”
  说到这里,他诡秘地一笑,然后一把拉过站在旁边的宁静,用一只手搂住她的肩膀,对着全场骄傲地说道:“我是宁静小姐的未婚夫!”
  “嗷!”
  整个会场顿时就沸腾起来了,众人哈哈大笑着,拼命地鼓着掌,向这对年轻人表示着祝贺。参会的人员大多数是西方学者,西方人对于这种当众秀恩爱的事情一向是很放得开的,而且也非常热衷于起哄。
  “宁静小姐,请允许我再次向你表示祝贺,我不得不说,你的未婚夫是一位非常帅气,也非常有个人魅力的年轻人,你们真是让人羡慕的一对。”格默走上前去,热情地说道。
  “谢谢你,格默老头。”秦海向格默笑着说道。
  “你叫我什么?”格默好生诧异地问道。格默老头这个称呼,是在一个非常小的圈子里才有人使用的,圈外的人从未提到过,他不知道这位来自于中国的年轻人何以知道他的这个昵称。

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