華為也跪了，石墨烯的百年難題，竟被這個中國學生解決了！_風聞
观察者网用户_244166-2019-04-20 22:15
作者：莎莎
自從智能手機進入大屏時代，電池不耐用的短板越來越明顯。
看着那些強行塞下超大電池厚成磚的手機，學霸君更期待手機電池何時會迎來新技術突破。
其中，這個叫石墨烯的材料大家再熟悉不過了，據稱用它做出的電池能夠“充電十分鐘，待機一整天”。
雖然學霸君不知道用石墨烯打造的電池有多厲害…….
但在某寶上，號稱採用石墨烯電池的充電寶已經滿大街跑啦。
理論上，石墨烯電池在真能做到 20000 毫安僅 4mm 的厚度，但某寶的這些…..學霸君怎麼看都覺得太假了吧！
要真有石墨烯電池，手機廠商早就替老羅做出「劃時代的產品」。
當然，石墨烯技術也不是沒有應用在手機上，像華為就在散熱方面用上石墨烯技術，散熱飛快。
要應用在電池上那就不用想了，沒學走就想學跑，先解決石墨烯超導這個百年難題再説吧。
PS：物理知識科普時間，石墨烯擁有優秀的導電性，過去卻難以實現零電阻，石墨烯超導就解決了這個問題。
還真別説，這個 22 歲的中國學生就率先解決了石墨烯超導的百年難題。
享譽全球的《Nature》（自然）雜誌不僅接連發了他兩篇學術論文，還稱他為「石墨烯的駕馭者」。
更沒想到的是，《Nature》後來將他評為 2018 年度十大科學人物，直接位居榜首。
他的名字叫——曹原。
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一個「扭一扭」的想法，扭出了零電阻的石墨稀
事情還要從這個年輕人的求學之路説起。
曹原在進入麻省理工學院攻讀博士的時候，機緣巧合下，加入了「石墨烯大牛組」的 Pablo Jarillo-Herrero 團隊，藉此學習自己最想學的課程。
其實這幾年，石墨烯技術是很熱，但也一直沒有很大突破。
小夥子曹原初生牛犢不怕虎，決定做個有意思的實驗，
在一次考察堆疊的雙層石墨烯的實驗，不知是不是在吃奧利奧時得到靈感，居然想把雙層石墨烯其中一層相對另一層旋轉極小的角度，看看會發生什麼。
通過微扭造成各種不同的角度，他發現在特定角度下，導電的石墨烯就變成了絕緣體，這對石墨烯領域來説算得上是巨大的影響了。
不過後面才是重點，因為曹原還發現稍微調整一下電場，扭曲的雙層石墨烯還能變成一個超導體。
要知道，石墨烯超導當時在國際科研領域仍然是空白狀態。
也許有人問學霸君：超導是什麼？超導就是零電阻。
舉個例子，我們平時用的充電寶就存在電阻，手機充電的時候就會發熱，轉換率低（通常在 70-90%）。
如果讓充電寶用上超導石墨烯，那它就是零電阻，轉換率 100%，到時候手機充電十分鐘，待機一整天都不是難題。
最終曹原用自己多次的實驗技巧，確定了使雙層石墨烯扭曲變化的特定角度，大家都稱這個角度為石墨烯「魔角」。
很多研究團隊陸續通過實驗，印證了「魔角」的現象，甚至連業界都普遍認為曹原的石墨烯「魔角」將開啓石墨烯的一個全新領域。
每年《Nature》十大科學人物的封面都是大大的數字「10」，今年的「10」就被處理成一個正六邊形，點出了曹原的石墨烯超導的「魔角」。
為了讓大家更瞭解「魔角」的原理，曹原參加了 APS March Meeting。
大家都對石墨烯超導「魔角」非常感興趣，不少人為了聽他演講硬是擠滿到樓上去了。
PS：APS 是美國物理學會主辦的年會，是整個物理學領域都是最為重大的國際學術會議之一。
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別人眼裏的皮，副校長眼裏的愛學習
其實曹原能夠發現石墨烯魔角，還離不開他從小在國內接受的教育。
都説好動是孩子的天性，而曹原不僅好動，好奇心還極強。
他經常因一個問題和老師瘋狂「頂嘴」，為了理解一些物理結構，隨手就對教室的課桌、椅子、黑板、投影儀等下「毒手」，親自動手拆解一遍又裝回來。
有一次，曹原做實驗沒有硝酸銀，直接把家裏的銀鐲子偷出來溶了，他的種種行為，在大家眼裏簡直是個「混世魔王」。
但不得不説曹原的運氣實在太好了，就連學霸君也感到酸了。
讀初中的時候，曾在中科大少年班教書 20 年的副校長把他引薦到中科大少年班，從此開始了開掛人生。
當我們還在背元素週期表時，曹原已經完成了小學到高中的所有課程。並在 14 歲時提前參加了高考，以 669 分的成績考進中科大少年班學院「嚴季慈物理英才班」。
在中科大少年班的這段時間，曹原的成績實在太突出，很快成為老師關照的重點對象之一。
當時中科大少年班就有個叫丁澤軍的教授，他對學生要求相當嚴格，嚴到無數天才少年都聞風喪膽，簡直就是學校裏的「魔鬼教導主任」。
有次丁澤軍教授給曹原佈置了一個計算機物理相關學習研究項目，很難一人獨立完成。不過曹原恰好對這方面非常感興趣，堅持自己查資料自己解決問題，僅一個寒假就完成了。
後來，曹原還前往密歇根大學交流學習；在牛津大學進行科研實踐；最後畢業時還拿到了中科大本科最高榮譽的「郭沫若獎學金」。
在大家看來，曹原在大學畢業前的這些事蹟，簡直就是典型的開掛人生。
但對精密機械、電子電路等多方面的感興趣的曹原來説，他只是跳過中學裏一些無趣的部分，想要更快的踏入科學領域探索學習。
曹原的實驗導師 Jarillo-Herrero 就很喜歡他這一點，永遠保持着好奇心去驅動學習，即使遇到挫折也會打起精神接着幹！
有次曹原在實驗室發現了一組激動人心的數據，他認為這可能是重大發現，激動得他用了 6 個月的時間去費心解讀。
結果只是實驗裝置的巧合所鬧出的「烏龍」，而曹原並沒因此氣餒，轉頭又繼續埋頭研究去了。
（圖源 MIT News）
很多人都説曹原作為一箇中國人，在美國取得了巨大成就，讓我國的科研人才流向國外。
在學霸君看來，人才是科研確實是創新的第一要素，但無論曹原在哪裏發現了什麼成果，都無法改變他是個中國人的事實，畢竟科學無國界，但科學家有祖國。
至於石墨烯的科研方面，學霸君發現歐洲早在 2016 年就啓動了石墨烯旗艦計劃，但科研創新的物理內容越來越少，甚至被很多人稱為騙局，使得科研團隊對石墨烯的研究越來越低迷。
如今曹原這個中國 96 後的博士生，在石墨烯領域為他們指出了超導體的方向，再次讓石墨烯技術成為一個可期待的未來。
畢竟，你可能想不到，之前名頭最響的石墨烯產品是……石墨烯套套。
參考文獻：
知乎：如何評價22歲MIT博士曹原獲評Nature2018年度十大人物之一，並居榜單首位？
https://www.zhihu.com/question/306192676
如何評價 MIT Pablo Jarillo-Herrero 研究組在石墨烯超晶格體系中發現超導？
https://www.zhihu.com/question/268268033
http://www.sznews.com/tech/content/2019-02/21/content_21421989.htm
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1622171470658996823&wfr=spider&for=pc
http://www.sznews.com/tech/content/2019-02/21/content_21421989.htm
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1629049288140836307&wfr=spider&for=pc
http://www.pinlue.com/article/2018/11/3013/587731225605.html
http://dy.163.com/v2/article/detail/ECISG77U05370G6Z.htm
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1622171470658996823&wfr=spider&for=pc
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1627783210501552189&wfr=spider&for=pc
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1626245125966066274&wfr=spider&for=pc
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1595157213673505343&wfr=spider&for=pc
https://www.laoyaoba.com/html/share/news?source=app_android_v9&news_id=712709&fromShare=android
http://baijiahao.baidu.com/s?id=1599422394141072009&wfr=spider&for=pc
http://www.360doc.com/content/18/1130/17/34764288_798398570.shtml
https://zhuanlan.zhihu.com/p/52727076
https://www.zhihu.com/question/306192676/answer/556812600
https://www.zhihu.com/question/268268033
https://www.zhihu.com/question/19862704/answer/74254173
https://www.zhihu.com/question/309122123/answer/590790195