一、石墨烯駕馭者
2018年,曹原解決了一個困擾世界107年的難題——石墨烯超導(dǎo)。
他在一次實驗中偶然發(fā)現(xiàn),兩塊石墨烯在特殊的角度下會產(chǎn)生超導(dǎo)體,電子在這期間可以暢通無阻。
曹原經(jīng)過7個月的反復(fù)實驗,終于證明了這一真實性,立刻在《自然》雜志上發(fā)表了相關(guān)的論文,剛一投稿,雜志社來不及排版就立刻發(fā)出。
這一發(fā)現(xiàn)可謂是震驚了世界,許多科學(xué)家在實驗室里都想復(fù)刻出這一實驗,在論文發(fā)表不到9個月的時間,曹原這項技術(shù)就進(jìn)行了落實。
很快,這項技術(shù)就投入了商業(yè)價值,一些手機(jī)裝入了石墨烯電池,能將充電時間縮短到16分鐘的閃充。
在世界能源史上,這一發(fā)現(xiàn)可謂是一個重大的進(jìn)步,早在1911年的時候,荷蘭物理學(xué)家卡末林?昂內(nèi)斯就發(fā)現(xiàn)了一種能將電子損失降到0的材質(zhì)。
但這種材質(zhì)必須在絕對零度中才能實現(xiàn)傳輸,為了證實這一理論,許多科學(xué)家前仆后繼投入到實驗中。
經(jīng)過一百多年的實驗,始終沒有成果,直到2012年9月,德國萊比錫大學(xué)發(fā)現(xiàn)石墨顆粒能在室溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)性。
但不管他們怎么實驗,都沒能將石墨顆粒超導(dǎo)性很好地進(jìn)行使用,全部以失敗告終,直到中國科學(xué)家曹原的出現(xiàn),終于解決了這一世界難題。
在曹原剛剛提出這一實驗的時候,就受到了許多科學(xué)家的質(zhì)疑,認(rèn)為這只是一個20多歲小孩子的幻想。
曹原并不在乎外界的聲音,堅持自己的猜想,并且每天在實驗室里堅持實驗,終于在他22歲的時候證明了當(dāng)年的猜想。
他的這一發(fā)現(xiàn),很好地促進(jìn)了電子產(chǎn)品的發(fā)展,在能源傳輸方面,為全球節(jié)約了千億資金。
當(dāng)時曹原還在美國留學(xué),在他發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體之后,美國的無數(shù)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)都向他拋出了橄欖枝,并且給他開通一切便利,就希望他能就在美國。
面對這些極大的福利,曹原依舊堅持回到自己的母校,2020年的時候,他帶著自己的科研實驗踏上了回國的路。
回國之后,他繼續(xù)研究石墨烯,發(fā)掘出石墨烯的最大價值,他的這項技術(shù),讓我國在新能源領(lǐng)域領(lǐng)先世界。
在這之前,西方國家為了抑制中國的發(fā)展,所有的先進(jìn)技術(shù)全都進(jìn)行保密,但是我國的科學(xué)家們,通過自己的努力成功幫助中國領(lǐng)先。
曹原回國之后,經(jīng)常會到自己的母校和同學(xué)們進(jìn)行交流、分享經(jīng)驗,課余時間,除了研究,他十分喜歡用望遠(yuǎn)鏡觀察星空。
他的所有成就,離不開自身的努力和家庭的教育。
那么,曹原究竟是如何踏上這條道路的呢?
二、天才少年
1996年,曹原出生在四川成都的一個普通家庭中,在他3歲的時候,跟著家里到了深圳定居,那時候的曹原十分讓父母頭疼。
小時候,任何新的玩具到他手里,不超過10分鐘,必定會被拆開,剛開始父親訓(xùn)斥過他幾次,但根本不管用,他依舊會將玩具拆開。
時間一長,家人發(fā)現(xiàn)他不光會將玩具拆開,還能將玩具復(fù)原。
在他上學(xué)之后,身上強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力就體現(xiàn)出來,每次上課的時候,他都會搶著回答問題,甚至有時候問的問題連老師都回答不出來。
上學(xué)之余,他就開始到電子廠找一些廢舊的電子產(chǎn)品,拿回家進(jìn)行改良之后,就變成了一個小機(jī)器人。
曹原的這些行為,母親都看在眼里,在家里專門為他打造了一個“小實驗室”,在這里他可以盡情地去做實驗。
正是因為有這樣輕松的家庭環(huán)境,曹原對于電子研究越來越喜歡,經(jīng)常能在家里看見被拆開的遙控器,這些零件都被用在他的實驗上了。
曹原對于學(xué)校的課程感到有些無聊,在小學(xué)6年級的時候,他就開始攻讀初中的知識,但是他始終沒有停止探索的腳步。
11歲的時候,憑借優(yōu)異的成績被選拔進(jìn)深圳耀華實驗小學(xué)超常班,在這里,他用三年的時間學(xué)完了小學(xué)六年級、初中、高中的全部課程。
在初中的一次實驗中,他將母親的銀手鐲拿到實驗室進(jìn)行實驗,就是為了能從中提取出硝酸銀,在他的眼里,沒有任何東西比實驗重要。
所有人都對這個神童刮目相看,在曹原14歲的時候參加高考,憑借669分的優(yōu)異成績進(jìn)入到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班。
由于當(dāng)時曹原的年紀(jì)還很小,家里就向?qū)W校申請了陪讀,但曹原就讓母親陪讀了兩個月,他很快就適應(yīng)了學(xué)校里的生活。
能進(jìn)到這個班里的孩子們都是十分有實力的,但是曹原的光芒并沒有被蓋住,別人需要一年完成了課題研究,他僅僅一兩個月就能完成。
在中科大中,丁澤軍教授可是出了名的“科研殺手”,許多學(xué)生都十分害怕上丁教授的課,唯獨(dú)曹原,在丁教授的課上能夠如魚得水。
丁教授也十分欣賞這位學(xué)生,稱他是一個“很聰明的家伙”。
在大學(xué)四年中,學(xué)校培養(yǎng)出了曹原優(yōu)秀的科研成績,畢業(yè)后,獲得了本科學(xué)生最高的榮譽(yù)——郭沫若獎學(xué)金。
許多人都十分羨慕,并且紛紛向他請教,而他只是平淡地說:
“我沒什么特別的,和普通人一樣用了四年的時間將本科讀完?!?/p>
在本科的4年時間里,他先后被邀請到了密歇根大學(xué)和牛津大學(xué)進(jìn)行交流學(xué)習(xí),在畢業(yè)后,去到了麻省理工大學(xué)攻讀博士學(xué)位。
在這里,他第一次接觸到石墨烯這種材料,并且很快就產(chǎn)生了興趣,在學(xué)校里,他加入了巴勃羅·賈里洛·埃雷羅教授的課題組團(tuán)隊,開始對石墨烯進(jìn)行研究。
那么,他在研究中遇到了什么困難?又是如何解決的?
三、困難
到美國之后,他的求學(xué)之路并不順利,在一次小組實驗之中,他所在的小組僅以一個微小的差距落后于別人。
還有一次,曹原研究了半年的實驗,終于得出了一組數(shù)據(jù),他趕快拿給導(dǎo)師看,本以為會獲得導(dǎo)師的夸獎,但他的導(dǎo)師卻認(rèn)為這一組數(shù)據(jù)只是巧合,并不能證明什么。
接連受到兩次打擊,曹原每天都將自己關(guān)在寢室里不出來,一邊在反思,一邊在思考如何進(jìn)行改進(jìn),此時他也意識到石墨烯并不是一個好研究的項目。
曹原并沒有因此喪失信心,很快就調(diào)整好自己的心態(tài),再次投入到研究當(dāng)中。
他幾乎每天都泡在實驗室里,在別的同學(xué)在享受生活的時候,他在實驗室里尋找自己的錯誤,并且不斷地進(jìn)行改正。
曹原當(dāng)時的實驗遭到了許多人的嘲笑和質(zhì)疑,他根本就不在乎外界的任何聲音,他只在乎自己實驗的結(jié)果。
他之所以這樣努力,除了自身興趣之外,最重要的一點是,在他中學(xué)期間,一位老師曾經(jīng)對他說:
“如果能在常溫發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)材料,就能顛覆世界,但現(xiàn)在的技術(shù)還做不到這一點,這就需要你們這代人的研究了?!?/p>
正是因為老師這樣的一句話,讓曹原在心里種下了一個研究超導(dǎo)體的種子,并且這顆種子在他到美國留學(xué)的時候開始生根發(fā)芽。
終于在2018年,曹原意外地發(fā)現(xiàn)了兩層石墨烯之間發(fā)生1.1度偏移時,按照理論的推測,兩個石墨烯之間的材料會發(fā)生改變,可能會出現(xiàn)超導(dǎo)體。
這一理論的提出,并沒有受到人們的贊賞,反而認(rèn)為這只是他的一個猜想,沒有實際的實驗支持。
面對這樣的情況,曹原并沒有就此放棄,他的桌子上全部被實驗器材占領(lǐng),并且還有許多零碎的零件。
就在這樣一張小小的桌子上,曹原不知道完成了多少場實驗,也正是在這里,他開始了超導(dǎo)體的研究。
終于在2018年3月份,曹原終于完成了所有實驗,打破了困擾世界107年的難題。
消息一經(jīng)傳出,就震驚了世界,人們怎么也沒想到,這樣的世界難題會讓一個年僅22歲的中國科學(xué)家破解。
很快,曹原就將自己的論文進(jìn)行整理,投稿到《自然》雜志,在雜志編輯看到稿件時,激動的根本來不及排版,直接就進(jìn)行了發(fā)表。
論文剛一登出,就吸引了許多科學(xué)家,他們根據(jù)曹原的論文想要將這一實驗進(jìn)行復(fù)刻,但是無論他們怎樣試驗,都達(dá)不到曹原那樣的效果。
正因如此,美國想要留住這樣的一個優(yōu)秀人才,向他發(fā)出了邀請,表示只要他留下來,不僅可以獲得綠卡,并且還會有其他豐厚的待遇。
曹原面對這樣豐厚的待遇,不僅沒有心動,反而告訴美國:
“我完成學(xué)業(yè)后是肯定要回國的,綠卡算什么,我是中國人,只要我的祖國需要我,那就是我最好的歸宿。”
在2020年,曹原帶著自己的科研實驗,踏上了回國的道路。
那么,石墨烯超導(dǎo)的問世,給我國和世界帶來了怎樣的影響?
四、影響
早在1911年的時候,就有人發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)體,但當(dāng)時超導(dǎo)體只能在絕對零度下產(chǎn)生,許多科學(xué)家為了研究出在常溫狀態(tài)下的超導(dǎo)體,紛紛投入到實驗中。
但他們始終沒有研究出來能在常溫狀態(tài)下產(chǎn)生的超導(dǎo)體,這也就成了一個世界難題,每年各國都有許多科學(xué)家對其進(jìn)行研究,始終都沒有結(jié)果。
直到中國年輕科學(xué)家曹原的出現(xiàn),終于解開了這個困擾世界107年的難題,并且很快就將這一技術(shù)運(yùn)用到商業(yè)計劃中。
曹原將這一技術(shù)帶回到了國內(nèi),為我國新能源技術(shù)在世界領(lǐng)域的提升做出了很大的貢獻(xiàn),并且還為我國電池技術(shù)帶來了很大的優(yōu)勢。
起初西方為了抑制我國的發(fā)展,將新能源方面的技術(shù)進(jìn)行了一定的封鎖,不給中國透露任何技術(shù)方面的消息。
在他們眼里,我國是不可能研究出來如此高新的技術(shù),但讓他們沒想到的是,中國有如此優(yōu)秀的科研人員。
在曹原的堅持不懈下,終于發(fā)現(xiàn)了常溫狀態(tài)下的超導(dǎo)體,直接將我國的新能源技術(shù)領(lǐng)先世界。
回國后的曹原只是一個喜歡天文的大男孩,許多記者都想要對這位神童進(jìn)行采訪,但他將所有的采訪全都委婉地拒絕了。
在他空閑之余,會回到母校和同學(xué)們進(jìn)行交流,并且會分享自己的經(jīng)驗,希望可以有越來越多的人們投入到科研行業(yè)。
曹原的這項研究,對于全球物理界來說,可謂是擁有里程碑的意義,為全球節(jié)省了千億資金。
他在回國之后,進(jìn)入了中國本土企業(yè)華為公司任職,并且還將自己的所有研究成果全都貢獻(xiàn)給了華為公司。
2020年5月6日,曹原在《自然》發(fā)表了兩篇論文,表示自己石墨烯的研究有了新的進(jìn)展,在2021年也先后發(fā)表了3篇論文,都是有關(guān)石墨烯技術(shù)的相關(guān)研究。
曹原也因此被稱為“石墨烯駕馭者”,甚至有專家稱,他會是最年輕的諾貝爾獎獲得者。
面對這樣的夸獎,他并沒有變得浮躁,反而更加腳踏實地,認(rèn)真地做研究,為祖國做貢獻(xiàn)。
曹原在小時候就特別喜歡天文方面,長大后對于天文的熱情依舊沒有減少,在他辦公的桌子上放有一個他自己組裝的小天文望遠(yuǎn)鏡。
在晚上,他就會拿起這個望遠(yuǎn)鏡觀察美麗的天空,此刻就是他最方式的時候,如果他沒有投入到物理實驗中,或許會是一位優(yōu)秀的天文學(xué)家。
就像他在學(xué)校里對自己的學(xué)弟學(xué)妹們說的那樣:
“作為一名實驗者,要愿意學(xué)習(xí)新東西,嘗試新想法,在實驗室承擔(dān)起責(zé)任,當(dāng)努力不起作用時不要難過,因為這再正常不過了?!?/p>
正是因為他小時候會不斷地嘗試新鮮事物,并且遇到困難之后還能保持初心,堅持不懈,才會取得這樣的成績。
五、結(jié)語
曹原作為一個在物理界得到里程碑成就的人,他身上的那種愛國精神特別值得我們學(xué)習(xí),在他面對各國發(fā)出的邀請,他毅然決然堅持帶著實驗成果回國。
在回國之后依舊不忘初心,每天都在努力地對石墨烯進(jìn)行研究,就是為了從石墨烯身上發(fā)掘更多的價值,并且為我國所用。
曹原的出現(xiàn),也向世界證明了中國科技的發(fā)展,相信在未來,會有越來越多向曹原這樣的青年一代,不顧一切投入到這一領(lǐng)域,為我國的科研事業(yè)添磚加瓦。
他的這種行為給許多青年人樹立了很好的榜樣,相信他在這一領(lǐng)域會做出更加杰出的成績,讓世界看見了一個不一樣的中國。
正是因為有了像曹原這樣的科學(xué)家,我國才會的綜合國立才會提升,我國才能如此繁榮昌盛。
我國在每年都會向優(yōu)秀人才提供出國留學(xué)的機(jī)會,有一部分人到了國外之后,直接留在當(dāng)?shù)?,不考慮回國。
但曹原面對各國的邀請,他卻堅持帶著實驗成果回國,將自己所有的實驗成果全都奉獻(xiàn)給了國家,為國家的發(fā)展出一份力。
無論這個世界會如何改變,他的這顆愛國之心是永遠(yuǎn)不會變的,如今他在中科大任教,相信在他的帶領(lǐng)下,會有越來越多的年輕人投入到科研事業(yè)中。
曹原身上這樣的品質(zhì)是值得我們所有人去學(xué)習(xí)的,相信在以后,會有越來越多的青年人,會追隨這曹原的步伐,踏上科研這條道路,為我國的科研事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
正所謂是“少年智則國智”,相信我國在未來的發(fā)展會越來越好,中國的科研環(huán)境也會有一個光明的未來!