之所以想寫點這方面的東西，當然是因為今天下午五點五十左右，本年度諾貝爾物理學獎揭曉，兩名英國科學家因發(fā)現(xiàn)單層石墨材料（石墨烯）而獲獎。這個結果倒是有點出乎我意料的，我想可能也出乎很多人的意料，昨天我看到的Thomsonreuters基于論文引用桂冠對諾貝爾各項獎的預測，其中物理獎的三個猜測并沒有和石墨烯，甚至材料物理沾邊的。

　　石墨烯的獲獎讓我想到它的表兄，碳納米管，這個出生比它早十幾年的另一種納米材料。碳納米管發(fā)現(xiàn)于1991年，隨后引起了物理科學和材料科學界的極大關注，由于身具各種優(yōu)異性質，科學界和工業(yè)界對它的應用前景進行了各種各樣的，包括幻想式的預測（其中最著名的應該是利用它來做太空電梯了吧，據(jù)說美國特種航天局還專門批準了一個項目來進行這方面的研究）。因此在整個1990年代，包括本世紀初的幾年，直到石墨烯出生之前，碳納米管可以說紅透了科技界。當年我的本科畢業(yè)論文就是以單壁碳納米管的制備為題目，燒了半年多的碳，也曾經(jīng)燒出來不錯的樣品，印象最深的是有幾次看著那比輕紗還要薄的，由納米碳組成的膜飛起來在空中飄，心里對碳納米管這個小東西不由得多了很多喜歡。石墨烯我沒有做過相關的研究，所以由于個人的關系，對碳納米管感覺始終更加親切一些。因此當?shù)弥┑锚劻酥螅碗y免想，可惜了碳納米管啊。

　　碳納米管之所以遲遲沒有得到廣泛應用，進而得到諾貝爾獎的垂青，自然是因為它有自身缺陷。它最大的毛病是難以實現(xiàn)批量的，純凈的陣列式生長，而且自身性質又太豐富，手性角變化一下就是一種不同的碳納米管，而且可以在金屬性和半導體性之間變換。燒一堆樣品出來里面各種性質的納米管都可能存在，甚至連非管狀碳納米材料都有，所以科技界始終沒辦法大量生產(chǎn)可用于制作器件的特定碳納米管。這樣一年一年的過了十幾年，始終沒有大的進展，再趕上新材料石墨烯出來了，自然碳納米管的風頭就被別人搶去了。

　　唏噓完碳納米管，回頭再來看看石墨烯。這東西和碳納米管比起來，結構要相對簡單許多，就是一層石墨（六角型排列的碳原子），而且據(jù)說性質穩(wěn)定，同樣具有豐富的優(yōu)異性質。前面說過石墨烯的獲獎可能超出很多人的意料，原因就在于它的發(fā)現(xiàn)歷史也有點太短了，2004年才被首次發(fā)現(xiàn)。雖說現(xiàn)在關于它的研究正開展得如火如荼，但是距離應用仍然還有很遙遠的距離，前景如何還并不清晰，不知道諾貝爾獎委員會這么著急把獎發(fā)給它是出于什么想法。

　　另外八卦一下，記得2007年去北京理工大學參加光散射會議的時候，有個年輕的老外教授受邀請來做了一個關于石墨烯的報告，不知道那個老外是不是今天獲獎者中的一個。這個問題有待當年同去參加會議的阿色同學來澄清一下了，呵呵。我覺得石墨烯獲獎對于阿色同學來說應該是一個讓他高興的消息。

　　再來另一個八卦，有人說石墨烯獲獎后，拓撲絕緣體距離獲獎也不會有多遠了。這話貌似有點道理，畢竟拓撲絕緣體也很轟動，而且材料范圍更廣泛，應用前景也很廣闊。捎帶著發(fā)表點個人感想，我覺得拓撲絕緣體這東西比石墨烯的理論性要更強一些，石墨烯和碳納米管再怎么也只是一兩種材料而已，而拓撲絕緣體是一個類型，是自旋量子霍爾效應在表面造成的性質。諾貝爾物理學獎應該更多獎勵理論性的工作，一兩種材料或者技術的發(fā)現(xiàn)雖然產(chǎn)生的技術進步和經(jīng)濟效應非常巨大，但總歸和理論離得有點兒遠了，更適合頒發(fā)一個技術獎項。而且量子霍爾效應之前已經(jīng)得過兩次諾貝爾獎，1985年整數(shù)量子霍爾效應，1998年分數(shù)量子霍爾效應，證明這個領域是當代凝聚態(tài)物理研究的焦點。目前拓撲絕緣體中除了自旋量子霍爾效應很熱門，還有量子反常霍爾效應也正在迅速受到研究者們的關注，說不定過些年這兩個打包一塊被授予諾貝爾獎呢，呵呵。