諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主安德烈·蓋姆（Andre Geim）在第二屆世界頂尖科學(xué)家碳大會(huì)上發(fā)言。

石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)材料，只有一個(gè)碳原子厚度，屬于二維材料。2004年，蓋姆與康斯坦丁·諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）通過(guò)“撕膠帶”的方式獲得了單層石墨結(jié)構(gòu)。他們使用普通膠帶用純石墨剝離石墨烯層，直到只剩下一層石墨烯，將膠帶組件溶解在丙酮中并干燥后，就可以在顯微鏡下觀察到石墨烯。6年后，因這一開(kāi)創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)研究，蓋姆與諾沃肖洛夫共同獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

蓋姆說(shuō)，當(dāng)我們談?wù)撌r(shí)，實(shí)際上不僅僅談?wù)摰氖鞘?，還有石墨烯的許多“兄弟姐妹”，這些材料被稱為二維材料。雖然目前似乎沒(méi)有任何革命性的應(yīng)用，但在未來(lái)，通過(guò)不斷改進(jìn)，將進(jìn)一步提高產(chǎn)品的質(zhì)量以實(shí)現(xiàn)革命性應(yīng)用，但我們?nèi)孕璧却?0年甚至20年。

1958年，蓋姆出生于蘇聯(lián)索契，20世紀(jì)70年代前往莫斯科物理與技術(shù)學(xué)院 （Phystech）求學(xué)，此后在英國(guó)諾丁漢大學(xué)短暫任職，后被任命為荷蘭拉德堡德大學(xué)（Radboud University Nijmegen）的副教授。1997年，蓋姆把一只青蛙放入強(qiáng)磁場(chǎng)中，得到了“懸浮青蛙”，并因此在2000年獲得了“搞笑諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)”。

2001年，蓋姆進(jìn)入曼徹斯特大學(xué)任教。在2003年的概念驗(yàn)證研究中，他成功地制作了一小塊“壁虎膠帶”，其工作原理與壁虎腳趾黏性相同。此前，一個(gè)美國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)研究稱，壁虎之所以能夠爬墻，是因?yàn)樗鼈兊哪_趾上覆蓋著數(shù)十億根細(xì)毛，這些細(xì)毛會(huì)產(chǎn)生分子間作用力。

安德烈·蓋姆（Andre Geim）與康斯坦丁·諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）在實(shí)驗(yàn)室里。他們共同獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

蓋姆的實(shí)驗(yàn)室屋頂上懸掛著蜘蛛俠模型，以展示其粘性。在接下來(lái)的十年里，世界各地都在進(jìn)行類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)⑵桨咫娨晳覓煸谖⑿〉?、超黏性的材料上，這種材料很快就可以進(jìn)入市場(chǎng)。

在壁虎實(shí)驗(yàn)成功一年后，蓋姆和他的團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)成功分離出一層石墨，他將其命名為“石墨烯”。

因在磁懸浮、壁虎膠帶和石墨烯三個(gè)前沿研究方面的貢獻(xiàn)，蓋姆多次被湯森路透評(píng)為世界上最活躍的科學(xué)家之一。他總試圖找到一些無(wú)人發(fā)現(xiàn)的事物，也曾經(jīng)每5年就從一個(gè)研究領(lǐng)域跳到另一個(gè)領(lǐng)域。

蓋姆說(shuō)，好奇心讓他腎上腺素激增，當(dāng)他發(fā)現(xiàn)一些新事物時(shí)，會(huì)覺(jué)得這就是“尤里卡時(shí)刻”（指靈感降臨，并獲得重大發(fā)現(xiàn)的時(shí)刻）。這種腎上腺素和好奇心驅(qū)動(dòng)他尋找有趣的事物。

“真正有趣的研究就像一個(gè)多維的國(guó)際象棋，不是8*8的棋盤(pán)。從一個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域拿一些東西，從另一個(gè)學(xué)科拿一些東西，試著把它結(jié)合成可能我感興趣的、以前從來(lái)沒(méi)有人發(fā)現(xiàn)過(guò)的東西?！彼J(rèn)為這是一種心理游戲，一輩子都在玩。

事實(shí)上，成為科學(xué)家很難。蓋姆對(duì)年輕的科研人員提出建議，“要成為一名像樣的優(yōu)秀科學(xué)家，需要做大量工作。這不是100米賽跑，而是一生都要跑下去，學(xué)習(xí)一輩子，努力一輩子，讓研究成為你的愛(ài)好。”

以下是澎湃科技與安德烈·蓋姆的對(duì)話實(shí)錄。

澎湃科技：你最近的工作主要聚焦于什么領(lǐng)域？

蓋姆：我像往常一樣工作，我試圖找到一些新的事物，一些其他人以前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的事物。我曾經(jīng)每5年從一個(gè)領(lǐng)域跳到另一個(gè)領(lǐng)域。我認(rèn)為石墨烯也會(huì)發(fā)生同樣的事情。我們2004年開(kāi)始石墨烯研究，3到4年后，作為一個(gè)研究課題，石墨烯就會(huì)結(jié)束它的生命周期。但石墨烯被證明是一種神奇的材料，因?yàn)樗?年就會(huì)重塑自己、獲得新生。

在石墨烯之后，還有其他二維材料，現(xiàn)在也非常流行。在范德華異質(zhì)結(jié)中，你可以把不同的材料放入設(shè)計(jì)策略中，創(chuàng)造出一種新的材料，這種材料在宇宙中不存在。它們完全是人工的，不會(huì)因?yàn)榍珊隙粍?chuàng)造出來(lái)。

石墨烯超導(dǎo)、石墨烯導(dǎo)體等，這幾年出現(xiàn)了很多議題?，F(xiàn)在我們?cè)噲D使用所有這些材料制造一些新東西、有趣的東西。例如我跳到了一個(gè)人們沒(méi)有研究過(guò)的領(lǐng)域，我們所有的人專(zhuān)注于自己的研究，專(zhuān)注于研究在低溫條件下發(fā)生的現(xiàn)象、在特定的科學(xué)條件下發(fā)生的現(xiàn)象，這些條件只存在于實(shí)驗(yàn)室，而不是我們周?chē)?。我的諾貝爾獎(jiǎng)是因?yàn)檠芯苛诉@些特性而獲得的。去年我們開(kāi)始研究一種材料在室溫下會(huì)發(fā)生什么，這和之前并不相似。所以有很多事情仍然不為人知。石墨烯只是那一類(lèi)二維材料的簡(jiǎn)稱。我們必須研究這一整類(lèi)材料。幸運(yùn)的是，我們正生活在一個(gè)美好的時(shí)代，你不需要問(wèn)自己要研究什么，想研究什么。

澎湃科技：那是否意味著你需要保持好奇心進(jìn)行研究？

蓋姆：好奇心對(duì)我來(lái)說(shuō)非常重要。好奇心會(huì)讓我腎上腺素激增，但我不是腎上腺素上癮者。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)一些新事物時(shí)，就像到了“尤里卡時(shí)刻”。這種腎上腺素和好奇心驅(qū)動(dòng)我尋找這些事物。所以我仍然是非常活躍的研究人員。

澎湃科技：石墨烯有很多應(yīng)用，它會(huì)怎樣改變?nèi)藗兊纳睿?/strong>

蓋姆：當(dāng)我們談?wù)撌r(shí)，實(shí)際上不僅僅談?wù)摰氖鞘?，還有石墨烯的許多“兄弟姐妹”。這些材料被稱為二維材料。盡管石墨烯是一種寶藏，但在物理、科學(xué)、工業(yè)應(yīng)用等方面，其他材料也可以用來(lái)改善我們的生活。就像石器時(shí)代使用石頭，青銅時(shí)代使用青銅一樣，人們利用這些材料來(lái)改善他們的生活?，F(xiàn)在我們生活在硅、塑料、鋁的時(shí)代，這些材料定義了我們的生活。如果沒(méi)有那些甘愿冒險(xiǎn)的人，就沒(méi)有我們現(xiàn)在使用的這些物品以及舒適的生活。

15年前出現(xiàn)了一類(lèi)我們不知道的新材料。事實(shí)上，這些材料理論上甚至不可能存在。現(xiàn)在我們開(kāi)始尋找這些材料并研究它們的性質(zhì)。下一步就是利用這些材料來(lái)改善我們的生活。石墨烯是一種神奇的材料。通常來(lái)說(shuō)一種材料從學(xué)術(shù)界到科學(xué)界的快速發(fā)展需要40到70年，比如塑料、鋁，但石墨烯現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)在許多不同的新產(chǎn)品中。當(dāng)提到這些產(chǎn)品時(shí)，你不會(huì)聽(tīng)到石墨烯這個(gè)詞，但石墨烯會(huì)在某些地方改善這些產(chǎn)品的性能。再等10到20年，石墨烯及其“兄弟姐妹”將繼續(xù)改善我們的生活。

澎湃科技：如何看待當(dāng)前市場(chǎng)上把石墨烯當(dāng)做營(yíng)銷(xiāo)工具的行為？比如有些產(chǎn)品在廣告營(yíng)銷(xiāo)中聲稱使用了石墨烯，那么如何區(qū)分哪些是科學(xué)的，哪些違背了基本科學(xué)？

蓋姆：是的，我知道有很多公司，他們宣傳產(chǎn)品中的石墨烯帶來(lái)神奇的作用。3到5年前，我對(duì)這類(lèi)商品感到非常憤怒，但后來(lái)我更深刻地理解了這一現(xiàn)象。比如當(dāng)你看到一些電視明星或演員做廣告時(shí)，他們會(huì)說(shuō)某產(chǎn)品很棒，但我不確定打廣告的人是否真的在使用這些產(chǎn)品。這只是一個(gè)廣告而已。石墨烯變成了這么多產(chǎn)品的廣告賣(mài)點(diǎn)，卻可能根本沒(méi)有改善這些產(chǎn)品的任何特性。

所以人們必須意識(shí)到，有專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)去了解廣告是否準(zhǔn)確。但從某種意義上說(shuō)，石墨烯是過(guò)度炒作的受害者。但這是不可避免的，這種情況發(fā)生在許多其他行業(yè)?？赡苓@就是生活吧。

澎湃科技：在你看來(lái)，石墨烯研究的下一個(gè)里程碑是什么，在哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域最有潛力，能取得很大的進(jìn)展？

蓋姆：很難回答這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槭┦且淮箢?lèi)材料的“昵稱”，這些材料在不同行業(yè)都有潛力。

例如，石墨烯被譽(yù)為推動(dòng)電子工業(yè)發(fā)展的新材料?，F(xiàn)在，人們相信在電子工業(yè)的某些領(lǐng)域，這種材料比硅要更有優(yōu)勢(shì)。而其他一些二維材料，也似乎比其“前輩”更好。石墨烯可能涵蓋了一切你能想到的應(yīng)用領(lǐng)域。從電池到醫(yī)療診斷、服裝行業(yè)。甚至在混凝土建筑中，用二維材料覆蓋道路也可以改善道路的性能。雖然目前似乎沒(méi)有任何革命性的應(yīng)用，但在未來(lái)，通過(guò)不斷改進(jìn)，將進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量從而實(shí)現(xiàn)革命性應(yīng)用，那時(shí)候你會(huì)說(shuō)“哇，沒(méi)有石墨烯就不會(huì)有這些”。但我們?nèi)匀恍枰?0年，甚至20年。

澎湃科技：你曾經(jīng)通過(guò)撕膠帶獲得單層石墨結(jié)構(gòu)。如何在科研中實(shí)現(xiàn)原始創(chuàng)新，需要什么樣的研究環(huán)境來(lái)支持原始創(chuàng)新？

蓋姆：如果我知道答案，如果有誰(shuí)知道如何激發(fā)創(chuàng)新的答案，你也許就不會(huì)問(wèn)這個(gè)問(wèn)題了。創(chuàng)新是非常困難的，這取決于參與其中的人。這取決于學(xué)生有多好、教授在鼓勵(lì)研究方面有多好。政府和研究人員投入多少資金也很重要。當(dāng)經(jīng)費(fèi)不足時(shí)，研究可能會(huì)變得非常無(wú)聊，就不會(huì)有創(chuàng)新，當(dāng)人們使用過(guò)時(shí)的設(shè)備、不再相互競(jìng)爭(zhēng)，科學(xué)會(huì)變得非常無(wú)趣。我在蘇聯(lián)時(shí)代讀博，那時(shí)候我沒(méi)有好的設(shè)備，所以真的很無(wú)聊。后來(lái)我搬到了英國(guó)、丹麥和荷蘭，我可以用好的設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新，因?yàn)橛匈Y金，有說(shuō)不上最好但也很不錯(cuò)的設(shè)備。良好的教育、像樣的投資和競(jìng)爭(zhēng)會(huì)帶來(lái)創(chuàng)新。

澎湃科技：驅(qū)動(dòng)你不斷進(jìn)行科研探索的動(dòng)力是什么？

蓋姆：真正有趣的研究就像一個(gè)多維的國(guó)際象棋，不是8*8的棋盤(pán)。從一個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域拿一些東西，從另一個(gè)學(xué)科拿一些東西，試著把它結(jié)合成可能你感興趣的、以前從來(lái)沒(méi)有人探索過(guò)的東西。

這是一種心理游戲，一輩子都在玩。像我這樣對(duì)自己的工作真正感興趣的科學(xué)家，搞研究是一種愛(ài)好，這種心理游戲十分上癮，比年輕人的電腦游戲更有趣。

澎湃科技：你職業(yè)生涯中的高光時(shí)刻是什么時(shí)候？

蓋姆：當(dāng)然，石墨烯的發(fā)現(xiàn)是一次非常愉快的經(jīng)歷，是“尤里卡時(shí)刻”。但在我的生活中還有其他高光時(shí)刻，我永遠(yuǎn)想不到我的這個(gè)實(shí)驗(yàn)在外行人中非常受歡迎，大約25年前，我用強(qiáng)磁場(chǎng)做了懸浮青蛙的實(shí)驗(yàn)，還有懸浮水和其他動(dòng)物等。

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，花了我很短的時(shí)間，把水放在一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)中，然后看到它懸浮。這些漂浮水的美麗視頻，可以在網(wǎng)上找到。

澎湃科技：取得卓越的成就前，你遇到過(guò)什么障礙嗎？

蓋姆：我來(lái)自于底層，非常底層。我不是那種出生在科學(xué)精英階層的人。在一個(gè)繁榮的國(guó)家里，我出生在底層，一步步走到現(xiàn)在的位置。

澎湃科技：你會(huì)給年輕科學(xué)家或年輕人、年輕學(xué)生什么建議？

蓋姆：當(dāng)科學(xué)家看起來(lái)非常有吸引力。事實(shí)上，成為科學(xué)家很難。它是一項(xiàng)很無(wú)聊、賺錢(qián)少的工作。但要成為一名像樣的優(yōu)秀科學(xué)家，需要做大量工作。這不是100米賽跑，而是一生都要跑下去，學(xué)習(xí)一輩子，努力一輩子，讓研究成為你的愛(ài)好。