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华为也跪了,石墨烯的百年难题,竟被这个中国学生解决了!

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自从智能手机进入大屏时代,电池不耐用的短板越来越明显。

看着那些强行塞下超大电池厚成砖的手机,学霸君更期待手机电池何时会迎来新技术突破。

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其中,这个叫石墨烯的材料大家再熟悉不过了,据称用它做出的电池能够“充电十分钟,待机一整天”。

虽然学霸君不知道用石墨烯打造的电池有多厉害…….

但在某宝上,号称采用石墨烯电池的充电宝已经满大街跑啦。

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理论上,石墨烯电池在真能做到 20000 毫安仅 4mm 的厚度,但某宝的这些…..学霸君怎么看都觉得太假了吧!

要真有石墨烯电池,手机厂商早就替老罗做出「划时代的产品」。

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当然,石墨烯技术也不是没有应用在手机上,像华为就在散热方面用上石墨烯技术,散热飞快。

要应用在电池上那就不用想了,没学走就想学跑,先解决石墨烯超导这个百年难题再说吧。

PS:物理知识科普时间,石墨烯拥有优秀的导电性,过去却难以实现零电阻,石墨烯超导就解决了这个问题。

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还真别说,这个 22 岁的中国学生就率先解决了石墨烯超导的百年难题。

享誉全球的《Nature》(自然)杂志不仅接连发了他两篇学术论文,还称他为「石墨烯的驾驭者」。

更没想到的是,《Nature》后来将他评为 2018 年度十大科学人物,直接位居榜首。

他的名字叫——曹原。

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一个「扭一扭」的想法,扭出了零电阻的石墨稀

事情还要从这个年轻人的求学之路说起。

曹原在进入麻省理工学院攻读博士的时候,机缘巧合下,加入了「石墨烯大牛组」的 Pablo Jarillo-Herrero 团队,借此学习自己最想学的课程。

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其实这几年,石墨烯技术是很热,但也一直没有很大突破。

小伙子曹原初生牛犊不怕虎,决定做个有意思的实验,

在一次考察堆叠的双层石墨烯的实验,不知是不是在吃奥利奥时得到灵感,居然想把双层石墨烯其中一层相对另一层旋转极小的角度,看看会发生什么。

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通过微扭造成各种不同的角度,他发现在特定角度下,导电的石墨烯就变成了绝缘体,这对石墨烯领域来说算得上是巨大的影响了。

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不过后面才是重点,因为曹原还发现稍微调整一下电场,扭曲的双层石墨烯还能变成一个超导体。

要知道,石墨烯超导当时在国际科研领域仍然是空白状态。

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也许有人问学霸君:超导是什么?超导就是零电阻。

举个例子,我们平时用的充电宝就存在电阻,手机充电的时候就会发热,转换率低(通常在 70-90%)。

如果让充电宝用上超导石墨烯,那它就是零电阻,转换率 100%,到时候手机充电十分钟,待机一整天都不是难题。

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最终曹原用自己多次的实验技巧,确定了使双层石墨烯扭曲变化的特定角度,大家都称这个角度为石墨烯「魔角」。

很多研究团队陆续通过实验,印证了「魔角」的现象,甚至连业界都普遍认为曹原的石墨烯「魔角」将开启石墨烯的一个全新领域。

每年《Nature》十大科学人物的封面都是大大的数字「10」,今年的「10」就被处理成一个正六边形,点出了曹原的石墨烯超导的「魔角」。

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为了让大家更了解「魔角」的原理,曹原参加了 APS March Meeting。

大家都对石墨烯超导「魔角」非常感兴趣,不少人为了听他演讲硬是挤满到楼上去了。

PS:APS 是美国物理学会主办的年会,是整个物理学领域都是最为重大的国际学术会议之一。

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别人眼里的皮,副校长眼里的爱学习

其实曹原能够发现石墨烯魔角,还离不开他从小在国内接受的教育。

都说好动是孩子的天性,而曹原不仅好动,好奇心还极强。

他经常因一个问题和老师疯狂「顶嘴」,为了理解一些物理结构,随手就对教室的课桌、椅子、黑板、投影仪等下「毒手」,亲自动手拆解一遍又装回来。

有一次,曹原做实验没有硝酸银,直接把家里的银镯子偷出来溶了,他的种种行为,在大家眼里简直是个「混世魔王」。

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但不得不说曹原的运气实在太好了,就连学霸君也感到酸了。

读初中的时候,曾在中科大少年班教书 20 年的副校长把他引荐到中科大少年班,从此开始了开挂人生。

当我们还在背元素周期表时,曹原已经完成了小学到高中的所有课程。并在 14 岁时提前参加了高考,以 669 分的成绩考进中科大少年班学院「严季慈物理英才班」。

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在中科大少年班的这段时间,曹原的成绩实在太突出,很快成为老师关照的重点对象之一。

当时中科大少年班就有个叫丁泽军的教授,他对学生要求相当严格,严到无数天才少年都闻风丧胆,简直就是学校里的「魔鬼教导主任」。

有次丁泽军教授给曹原布置了一个计算机物理相关学习研究项目,很难一人独立完成。不过曹原恰好对这方面非常感兴趣,坚持自己查资料自己解决问题,仅一个寒假就完成了。

后来,曹原还前往密歇根大学交流学习;在牛津大学进行科研实践;最后毕业时还拿到了中科大本科最高荣誉的「郭沫若奖学金」。

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在大家看来,曹原在大学毕业前的这些事迹,简直就是典型的开挂人生。

但对精密机械、电子电路等多方面的感兴趣的曹原来说,他只是跳过中学里一些无趣的部分,想要更快的踏入科学领域探索学习。

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曹原的实验导师 Jarillo-Herrero 就很喜欢他这一点,永远保持着好奇心去驱动学习,即使遇到挫折也会打起精神接着干!

有次曹原在实验室发现了一组激动人心的数据,他认为这可能是重大发现,激动得他用了 6 个月的时间去费心解读。

结果只是实验装置的巧合所闹出的「乌龙」,而曹原并没因此气馁,转头又继续埋头研究去了。

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(图源 MIT News)

很多人都说曹原作为一个中国人,在美国取得了巨大成就,让我国的科研人才流向国外。

在学霸君看来,人才是科研确实是创新的第一要素,但无论曹原在哪里发现了什么成果,都无法改变他是个中国人的事实,毕竟科学无国界,但科学家有祖国。

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至于石墨烯的科研方面,学霸君发现欧洲早在 2016 年就启动了石墨烯旗舰计划,但科研创新的物理内容越来越少,甚至被很多人称为骗局,使得科研团队对石墨烯的研究越来越低迷。

如今曹原这个中国 96 后的博士生,在石墨烯领域为他们指出了超导体的方向,再次让石墨烯技术成为一个可期待的未来。

毕竟,你可能想不到,之前名头最响的石墨烯产品是……石墨烯套套。

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原创文章,作者:SherpaMan,如若转载,请注明出处:http://www.zgsmx.cn/203.html

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