蕙風輕揚
本博客文章皆係原創。
“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”，與諾貝爾獎
Wisewind
“一尺之棰，日取其半，萬世不竭。”語出《莊子·天下》，是莊子的好朋友、名家人物惠施的命題之一。這個命題的意思是：一尺長的木棍，每天截去它的一半，千秋萬代也截不完。
在數學上這個命題是成立的，因為每天截去一半，但還留下一半。隨著不斷截去，留下的木棍長度“趨向於無窮小”，但卻“並不等於零”，所以千秋萬代也“截不完”。
從哲學的角度看，這個命題也是成立的。因為“不管是宏觀宇宙，還是微觀宇宙，都是無限可分的”。
莊子和惠施提出“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”這個命題2300多年來，沒有一個中國人真地去實踐這個命題。筆者以為，原因就是中國人太聰明了，所以沒有人會去幹這種“傻事”。
倒是21世紀初，萬裏之外的英國，有人認真實踐了中國古代哲人先賢的這一命題，雖然，很可能他們並不知道這個命題。
唯一不同的是，他們“截取”的不是木頭薄片，而是從鉛筆芯取得的石墨薄片。
他們為什麽要這樣做呢？他們取得了什麽樣的結果呢？這需要從石墨說起。石墨是最軟的礦物之一。十五世紀時，石墨礦被發現，英國有人將石墨粉與黏土混合，灌入兩片半圓型的木管中製成“鉛筆”，並沿用至今。
直到1779年，科學家才知道石墨原來是碳元素形成的的一種單質，內部呈片層狀結構。近代實驗揭示出，石墨片層內碳原子排列成六方晶格，每個碳原子以三個共價鍵與相鄰碳原子結合。每個碳原子的四個外層電子中有一個電子剩餘，成為自由電子。片層之間以較弱的分子作用力相結合，可以相對滑動。因此石墨導電性良好而硬度很低。
石墨廣泛應用於電極，坩堝，電刷，潤滑劑，鉛筆，石油化工、化肥、原子能、電子等領域。
金剛石是人類迄今所知的硬度最高的物質。金剛石經過切割琢磨而成鑽石。鑽石以它通明剔透，清冷高貴的光輝形象，傲視所有其他珠寶而成為飾品至尊。人類發現和認識金剛石的曆史超過3000年。
但是，直到18世紀末，人們才發現身價高貴的金剛石，竟然和石墨一樣，屬於碳的同素異晶體。二者外觀和性能上的巨大差異僅僅是因為碳原子的點陣排列方式不同而已。
金剛石的點陣結構中每個碳原子位於一個正四麵體的中心，以四條共價鍵與它周圍的四個碳原子緊密結合。這是一種特別緊湊的原子排列方式。由於每個碳原子的四個外層電子都被共價鍵束縛住，使得晶體中沒有自由電子。所以，金剛石是自然界中最堅硬的固體，並且不導電。
自從發現金剛石和石墨都是碳的同素異晶體以後，科學家們就紛紛研究如何使石墨在高溫高壓的特殊條件下轉變成金剛石。目前世界上已有十幾個國家包括中國成功製造出金剛石，產量已遠遠超過天然金剛石的產量。
與金剛石相比，數百年來，灰黑色的石墨顯得黯然失色，因而不被人們所關注。
事情在20世紀後半葉發生了變化。先是人們在太空中，後來也在煤煙中發現了碳60（C60）又稱為巴基球。它是由60個碳原子排列成正六邊形和正五邊形而構成，看上去簡直就是一個“分子足球”，而且內部也是空的。
然後在20世紀末期，科學家們在實驗室中製備出了納米碳管。一個單壁納米碳管可以看成是由一個碳原子厚度的石墨片卷成的無縫管。管壁上碳原子排列成六方晶格，而管的兩端碳原子排列成正六邊形和正五邊形，從而分別構成半個巴基球而使納米碳管成封閉狀。納米碳管比重隻有鋼的三分之一，而抗拉強度可以達到鋼的100倍以上，導電能力是銅的1000倍以上，
進而，科學家們思考，是否可以分離出隻有一個碳原子厚度的石墨片？
許多人認為，分離出隻有一個碳原子厚度的石墨片是非常困難的。而且即使成功地分離出來，這樣的一個碳原子厚度的石墨片也是不能穩定存在的。
2004年，英國曼徹斯特大學物理學家Andre·Geim和Konstantin·Novaselov，首先分離出了一個碳原子厚度的石墨片，稱為平麵石墨烯。他們的實驗，完全就是中國古代哲人先賢所說的“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”的一次成功演示！
他們使用的實驗材料，就是在任何辦公室都能找到的普通的東西：透明膠帶，和從鉛筆芯中得到的石墨。他們將石墨片放置在透明膠帶中，折疊膠帶粘住石墨薄片的兩側，然後撕開膠帶，將薄片一分為二。不斷重複這一過程，就將石墨薄片撕得越來越薄，最終發現了部分樣品僅由一層碳原子構成——他們成功地製得了石墨烯！
石墨烯（Graphene）是人類迄今已知的強度最高，比重最小和導電性最好的材料之一，其抗拉強度達到鋼的200倍以上。而且石墨烯的透明度達到97.3％。
現在在實驗室中，主要通過氣體沉積法，將碳原子沉積於鎳金屬基板，製備出多層石墨烯片。
2010年，英國曼徹斯特大學的Andre·Geim和Konstantin·Novoselov由於“有關二維材料石墨烯的開創性實驗”，而被授予諾貝爾物理學獎。
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誰與問東流？
文獻說：“2004年，英國曼徹斯特大學和俄羅斯切爾諾戈洛夫卡微電子理工學院的物理學家們首先使用塑料膠帶分離出單個的平麵石墨烯”。[http://en.wikipedia.org/wiki/Graphene]。
Andre Geim 是出生於俄羅斯的英藉荷蘭人，Konstantin Novoselov是英藉俄裔，所以兩位因為成功地分離出單個平麵石墨烯而獲諾貝爾物理學獎的科學家其實都是俄羅斯人。