顯微鏡下的石墨烯

　　一年內(nèi)在國外核心期刊Nature旗下期刊《Scientific Reports》和美國化學(xué)會旗下期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》等國內(nèi)外核心期刊發(fā)表5篇論文，申請國家八項專利；去年他帶領(lǐng)的團(tuán)隊代表華中科技大學(xué)參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競賽，獲得二等獎……

　　華中科技大學(xué)22歲的大四學(xué)生張哲野，用四年時間闡釋了什么是真的本科生“研霸”。如今，張哲野所在的實驗室中有20多個碩士、博士研究生，半數(shù)人由他帶著做實驗。

　　為了在石墨烯研究方面有所作為，張哲野沒有考慮出國或者去更大的科研機構(gòu)，而選擇在華中科大上碩博連讀的研究生，繼續(xù)創(chuàng)造更多“研霸”傳奇。

　　堅持 40人最后只剩他一個

　　在華中科技大學(xué)，張哲野算是一個不小的名人。“研霸”、“未來科學(xué)家”，都是同學(xué)送給他的外號，可對于這些稱謂，張哲野并不覺得有那么好，“我就是一個很多時間在實驗室做實驗的學(xué)生。”

　　與大多數(shù)大學(xué)生一樣，從高考大軍順利突圍的張哲野剛進(jìn)大學(xué)時，并不知道自己會經(jīng)歷一段什么樣的大學(xué)時光。“沒上大學(xué)那會，聽人說上大學(xué)就是玩，怎么玩都行。”張哲野覺得，玩并不是他上大學(xué)的唯一目的，“至少應(yīng)該干點什么名堂出來吧？”

　　2010年，英國曼徹斯特大學(xué)安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖羅夫兩位科學(xué)家，憑借在二維空間材料石墨烯方面的開創(chuàng)性實驗獲得諾貝爾物理學(xué)獎。這讓在化學(xué)與化工學(xué)院上大一的張哲野找到了方向，“那兩位科學(xué)家研究的石墨烯，也是我所在專業(yè)學(xué)習(xí)的范疇，我就想著在這方面多做點功課。”

　　因為對石墨烯感興趣，在大一、大二時，張哲野進(jìn)入了華中科技大學(xué)啟明學(xué)院設(shè)立的化學(xué)與化工創(chuàng)新基地，“在那里我碰到了對我?guī)椭�很大的王帥教授，那個時候他剛剛從國外回來，是國內(nèi)研究石墨烯方面頗有建樹的專家。”正是王帥的悉心教導(dǎo)，憑著興趣進(jìn)到這個基地的張哲野顯示出了在科研方面的天賦。

　　做科研要想出成果并非易事，尤其在國內(nèi)外都已深入研究的石墨烯方面，化學(xué)與化工創(chuàng)新基地在啟明學(xué)院開始的日子舉步維艱。由于一直沒有突出的成果和亮眼的成績，大家甚至一度忽略了這個團(tuán)隊的存在。張哲野進(jìn)入化學(xué)與化工創(chuàng)新基地時，共有40余人與他同時加入，而到今天，真正留下來的僅他一人。

　　正是由于他的堅持，陸續(xù)進(jìn)入基地的其他碩士生和博士生都把他當(dāng)做這方面的“老手”。

　　“我剛來時，大家介紹他是"未來科學(xué)家"，我第一反應(yīng)是碩士還是博士，沒想到是本科生。”同一個實驗室的博士奚江波回憶說。在這個有20多個碩士、博士研究生的實驗室中，一半的人由張哲野帶著做實驗。

　　張哲野并不認(rèn)同“本科生帶博士碩士做科研”，“因為我來的時間比較長，在這方面的研究時間比較多，后來的碩士生、博士生是和我一起做實驗，也不存在領(lǐng)導(dǎo)不領(lǐng)導(dǎo)，只是有時候我會負(fù)責(zé)一些課題，我們就是一起做實驗。”

　　刻苦 每天泡在實驗室困了打地鋪休息

　　據(jù)華中科技大學(xué)教授王帥介紹，在啟明學(xué)院，即使是本科生，也有自己的科技創(chuàng)新實驗室，且與科研辦公用房同等對待，學(xué)校還設(shè)立了“大學(xué)生科技創(chuàng)新基金”，更有專職教師對本科生科技創(chuàng)新活動進(jìn)行指導(dǎo)。“只要創(chuàng)新性比較強，設(shè)計思想好，研究成果就有可能發(fā)表在國外高端雜志上。”

　　2013年2月，張哲野的第一篇論文發(fā)表在了國外的一本核心期刊上。他還記得當(dāng)把第一篇用英文寫的論文交給導(dǎo)師后，導(dǎo)師把他的論文改得面目全非，“幸好自己學(xué)得快一些，沒把這些論文給毀掉。”

　　第一篇論文發(fā)表后，張哲野一發(fā)不可收拾，一年時間里他陸續(xù)在國內(nèi)外的核心期刊上發(fā)表了5篇論文。

　　這些論文給他帶來了榮譽也帶來了一些質(zhì)疑聲，“花錢就能發(fā)表論文”、“他的論文是別人代寫的”……“有質(zhì)疑很正常，對我不會有什么影響，畢竟我的工作是在實驗室做實驗，出成果才是重要的。”張哲野說。

　　雖然不想理會這些非議，但他也坦言有時會有消極情緒，“為了緩解壓力，有時候我會去打打球，釣釣魚，排解一下，然后再回頭想想自己在這些方面付出的努力，覺得挺值得心里就會舒坦一些。”

　　奚江波對這位學(xué)弟這樣評價，“他對科研非常狂熱，從骨子里愛石墨烯研究。”那時候的張哲野，在實驗室一呆就是一天，每晚11點睡覺，第二天一早就去實驗室，以至于有時候室友們一星期都看不見他。有一段時間為了不打攪別人休息，張哲野經(jīng)常在化學(xué)樓一個僅六平方米的辦公室休息，在地上隨意鋪些墊絮，躺下就是一夜。

　　“沒有思路”、“做不出成果”，張哲野在人人網(wǎng)上的許多狀態(tài)都與實驗相關(guān)。“但其實就這么說說，第二天還是會規(guī)規(guī)矩矩地來實驗室。如果不是興趣，我不可能撐下來。” 憑著興趣，張哲野在石墨烯的研究上越走越遠(yuǎn)，這些年他和他所在的課題組已向國家提交申請了八項專利，“今年下半年就能有結(jié)果。”

　　今年下半年，張哲野要繼續(xù)在華中科技大學(xué)念碩博連讀。以他取得的成績，去國外留學(xué)或者到清華、北大等名氣更大的大學(xué)繼續(xù)深造并不難，但他卻選擇了繼續(xù)在自己熟悉的實驗室堅守，“我相信在這里能做出好的成績。”

　　夢想 盡自己的一點力用石墨烯改變世界

　　對于這樣一位執(zhí)著于實驗室的“研霸”來說，他的夢想是什么呢？

　　“我想用石墨烯改變世界，”張哲野說，這看起來有點理想，但我只是想在實現(xiàn)的方向上盡自己的一點力，未來并不是不可能。而通向這個長遠(yuǎn)夢想的路上，他還有一個短期的目標(biāo)，“想讓課題組在三五年內(nèi)成為華中地區(qū)做石墨烯最強的隊伍。”

　　為了這樣的目標(biāo)，張哲野幾乎每天都在實驗室泡著，大四下半學(xué)期沒有課，他有更多的精力投入到實驗室的工作中。假期對他來說也是正常的工作時間，“寒暑假我最多在家里呆一星期，就來學(xué)校繼續(xù)做實驗。”今年春節(jié)，張哲野只在家里呆了5天，“父母對我并不是太牽腸掛肚，希望我能出去闖闖，也不需要我呆在家里。”

　　問及靠什么才能成為他這樣的“研霸”？張哲野覺得他并不是“研霸”，“我就是靠踏踏實實做實驗，并且一旦認(rèn)定了就堅持下去，和其他學(xué)生沒有什么區(qū)別，就是一個普普通通的本科生。”

　　說起石墨烯，他有說不完的話題，在國內(nèi)許多專家都覺得石墨烯研究已經(jīng)做到盡頭，很難繼續(xù)深入。“但我相信石墨烯的研究才剛剛開始。”張哲野說。

　　名詞解釋

　　石墨烯

　　石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯一直被認(rèn)為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu)，無法單獨穩(wěn)定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖羅夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實驗”為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300 W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10-6 ·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。因為它的電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來發(fā)展出更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。

　　新報記者 劉超群 顧明君 圖片由受訪者提供