曹原与石墨烯烯产品中哪个质量算是比较好的?

曹原(左)和他在麻省理工的导師帕布罗·埃雷罗教授。

深圳商报记者 吴吉 袁斯茹

近日“翟天临学术不端”事件持续发酵,引发了公众对于中国科研能力的反思2018年末嘚一则新闻也因此重新进入了人们视野。在世界顶尖学术期刊英国《自然》杂志发布的“2018年度十大科学人物”中位居榜首的是1996年出生、茬美国麻省理工学院攻读博士的中国学生曹原。而这位被《自然》杂志称为“曹原与石墨烯烯驾驭者”的“天才少年”是在深圳度过了怹“非主流”的青少年时期。曹原在国内的最后一次公开亮相是2018年12月底在中国科技大学与学弟学妹交流。谈及自己研究的成果他表示:“未来要做的还有很多”。

“每个人都知道他的名字”

每年《自然》十大人物的封面图片都是一个巨大的数字“10”具体样式和底纹都會融入当年的科技热点进行设计,今年的封面图片明显指向曹原的成果数字“10”中的“0”被处理成一个正六边形,宛如构成曹原与石墨烯烯的碳环结构整个数字“10”则点出了赋予曹原与石墨烯烯超导能力的“魔角”。很显然在《自然》看来,曹原及其团队的研究成果具有很高的科学价值

为什么向来以“严苛”著名的《自然》期刊,会对这位年轻的学者如此青睐有加2018年3月5日,《自然》发表了两篇以蓸原为第一作者的重磅论文这是该杂志创刊149年历史上的首次。《自然》杂志在论述曹原入选年度人物的理由时表示:“在他的论文当中他发现了当两层平行曹原与石墨烯烯堆成约1.1°的微妙角度,就会产生神奇的超导效应。这一发现轰动国际学界,直接开辟了凝聚态物理的┅块新领域让无数科学家展开研究探索。”物理界认为曹原此举解决了困扰世界物理学家107年的难题,取得了曹原与石墨烯烯超导领域嘚重大突破

值得一提的是,英国物理学会主办的《物理世界》杂志近日也公布了由其评出的“2018年十大突破”曹原及其团队的这一研究依然位居榜首,被认为在量子计算等领域有巨大应用潜力《物理世界》杂志发布的公报认为,这种“魔角”曹原与石墨烯烯体系的发现开创了“转角电子学”这一全新领域。

现在的曹原有多炙手可热据《自然》特稿透露,曹原在中国科技大学读本科时的指导老师、中科大物理学家曾长淦表示全球各大高校已经在用博士后职位,甚至是教职岗位来吸引他“在中国的凝聚态物理学家中,每个人都知道怹的名字”

在深圳度过“非主流”的青少年期

《自然》提到,“曹原的青少年时期过得相当非主流”而他那段“非主流”的日子留下叻深刻的“深圳烙印”。

曹原出生在四川成都3岁时跟随父母来到深圳。2007年9月曹原从深圳景秀小学被选拔进入耀华实验学校。初来耀华嘚曹原在老师眼里就是一个“混世魔王”,课桌、椅子、黑板、投影仪、电脑都没能逃过他的“毒手”但独具慧眼的耀华实验学校看箌了曹原的巨大潜力,当即决定送他进少年班学校组建了最优秀的教师团队,免除了一切学费对曹原进行“超常教育”。就这样曹原的探究精神在耀华得到“加倍呵护”。他用三年的时间完成了小学六年级、初中和高中的课程2010年,曹原提前参加高考以669分的高考成績考入蜚声中外的中国科学技术大学少年班学院,并入选“严济慈物理英才班”

而曹原的“旋风”同样刮到了他大学时期的母校——中國科技大学。2018年12月底曹原回到中科大和学弟学妹们分享了自己成功的心得。他说作为一名实验者,要愿意学习新东西尝试新想法,並在实验室承担起责任当努力不起作用时不要难过,因为这再正常不过了曹原透露,在美国麻省理工学院他们小组的实验30%的成功率已经足以让人欣慰了。面对实验的失败曹原推荐用美食和睡眠来为自己减压,他建议学弟学妹找到一两个爱好

2014年,曹原从中科大毕業时获得该校本科生最高荣誉奖——郭沫若奖学金之后,他前往美国攻读博士学位他在麻省理工的导师帕布罗·埃雷罗教授向《自然》透露了曹原的一个特质——坚持不懈。有一次他长达六个月的研究被证明只是偶然,价值不大“他有些沮丧,但依然打起精神继续干”

“要做的事情还有很多”

曹原在麻省理工的个人网页已经许久没有更新,最后的内容停在了2018年3月在《自然》发表的论文发表论文已菦一年,曹原在全世界掀起的“飓风”还在继续

《自然》上的论文发表前夕,当曹原在麻省理工的导师帕布罗·埃雷罗教授登上美国物理学会三月会议(March meeting)的演讲台时台下的科学家早已把会场挤得水泄不通,媒体描述帕布罗·埃雷罗教授像一个“摇滚巨星”。主办方只能在隔壁大厅进行现场直播,而大厅里也早已站满了人。“我知道我们有重要内容要讲,”帕布罗·埃雷罗教授说“但那场面有点疯狂。”有些科学家甚至等不及他把整个研究成果讲完就迫不及待地冲回了自己的实验室,想要验证他们的研究是否正确

也难怪科学界会为の疯狂,曹原及其团队的研究成果被科学界认为“有可能彻底革新诸多现代技术领域包括交通和计算”。在曹原的论文发表后他的研究成果陆续得到了其他团队的印证。据2019年1月出版的《自然》新闻表示至少有三个团队已重复出他们研究的部分或全部结果。

业界普遍认為曹原及其团队的研究成果推开了一扇全新的窗口,此后会有大量科研成果随之不断涌现《自然》的文章说:“麻省理工团队的文章發表后,出现了几十篇理论论文都蕴含了一条关键信息:‘这个体系可能包含了各种惊喜,就让我们拭目以待吧’”

正如曹原所说,“对于曹原与石墨烯烯的‘魔角’我们要做的事情还有很多。”

Nature年度十大人物 曹原:曹原与石墨烯烯驾驭者

让原子厚度碳片层成为超导体的博士研究生

曹原的青少年时期异于常人。18岁时他不仅已经高中毕业,还从中国科学技术大學拿到了本科学位并前往美国开始攻读博士。此后曹原再接再厉,先后发表了两篇关于原子厚度碳片层奇异行为的论文开启了物理學的一个全新领域。曹原承认自己的情况有别于常人但是说自己并不特殊。毕竟他还是用四年时间读完的大学本科:“我只是跳过了中學里一些无趣的部分”

Jarillo-Herrero在麻省理工学院的团队,该团队当时已经开始进行将碳片层堆叠和旋转至不同角度的尝试曹原的主要工作是考察在堆叠的双层曹原与石墨烯烯中,如果将其中一层相对另一层旋转极小的角度后会发生什么根据一种理论预测,这种扭曲会极大地改變曹原与石墨烯烯的行为但许多物理学家对此持怀疑态度。曹原决心创造出这种以微妙角度扭曲的双层曹原与石墨烯烯并发现了一些渏异的现象。对曹原与石墨烯烯施加微弱的电场并冷却至绝对零度以上1.7度时会让能导电的曹原与石墨烯烯变成绝缘体(Y。

曹原说:“我們已经料到这会对整个领域带来巨大影响但更好的消息还在后面:只需稍微调整一下电场,扭曲的双层曹原与石墨烯烯就能成为一个超導体让电子实现零电阻流动(Y。 Cao et al Nature556, 43–50; 2018)他们在第二个样本中观察到了同样的现象,最终确认了自己亲眼所见的事实

通过简单的旋转就能让原子厚度的碳材料产生复杂的电子态,这一研究成果让物理学家争相对其它扭曲二维材料的奇异行为进行实验一些物理学家甚至希望曹原与石墨烯烯能够阐明复杂材料为何会在更高的温度下成为超导体。哥伦比亚大学物理学家Cory Dean表示:“我们接下来可以做的事情呔多了眼前的机会巨大。”成功将平行的双层曹原与石墨烯烯扭曲至约1.1°的“魔角”需要一些试错但曹原很快就掌握了可靠的方法。Jarillo-Herrero认為曹原的实验技巧至关重要

曹原原创的方法先将单层曹原与石墨烯烯撕裂,组成方向相同的双层曹原与石墨烯烯并在此基础上进行微調校准。曹原还通过调整低温系统达到了能让超导态更为显著的温度。

曹原喜欢将东西拆了重装他的导师说,曹原本质上是个“动手達人”他在工作之余会用自制相机和望远镜拍摄夜空,这些作品在曹原的办公室随处可见Jarillo-Herrero表示:“每次我走进他的办公室,他的台子總是一团乱上面堆着拆得到处都是的计算机和望远镜的各种零件。”

虽然曹原很年轻略带羞涩,但在他的同事眼中曹原的坚持不懈體现了他的成熟。虽然以微弱差距错过麻省理工的物理学研究生项目但曹原想办法通过电气工程系加入了Jarillo-Herrero的团队来学习这一课程。另外曹原对博士生涯的出师不利也并没有过多在意:他发现6个月费心解读的看似激动人心的数据其实只是实验装置造成的巧合。Jarillo-Herrero说:“他不夶高兴但他只是撸起袖子继续干。”

曹原现在22岁了但他对自己未来的职业道路还不确定。他说:“在魔角曹原与石墨烯烯上我们还囿很多事情要做。”曹原本科时的指导老师、中科大物理学家曾长淦表示全球各大高校已经在用博士后职位,甚至是教职岗位来吸引他“他的名字在国内凝聚态物理学界无人不晓。”曾教授说学校很希望他能回来,但曾教授认为曹原目前应该待在美国“那里更容易看到星星。”

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一位来自中国深圳的95后青年荣登世界顶级学术期刊《自然》杂志年度十大科学家之首。

同时也是《自然》杂志创刊149年来,获此殊荣年龄最小的科学家是中国年龄最尛的在《自然》杂志上,以第一作者称谓刊登学术论文的科研工作者

《自然》杂志在年度文章中称他为:“开创了一个全新研究领域的傑出科学家。

如今数百位世界级研究学者正在试图复制、拓展他的科研成果。一旦成果落地就会为世界能源行业节省高达数千亿美え的资金。

这位震惊世界的天才科学家名叫曹原——是一位年仅22岁的中国新青年

1996年,曹原出生在成都

11岁时,由于天赋聪颖他被选进罙圳耀华实验小学超常班,由曾在中科大任教超过20年的副校长朱源直接任教

在朱源的帮助下,仅仅不到3年的时间他就完成了小学六年級、初中、高中所有课程的学习。

在面对他人羡艳的目光时曹原淡淡的说:“我只是跳过了中学里一些无聊的东西。”

14岁时曹原参加叻高考,并以669分的优异成绩被中科大少年班录取

曹原的大学老师丁泽军教授,因为对学生要求严格被称为“丁老怪”,在国内被人冠鉯“科研杀手”的称号

但丁泽军教授在说起自己的学生曹原时,却一反常态称他为一个“很聪明的家伙”

中科大物理学院院长曾长淦更是对曹原爱不释手每每提到曹原,他总是激动地说:“这是在我实验室混过的娃当时我觉得他太厉害了!”

中科大毕业后,曹原隨即前往世界排名前五的麻省理工大学攻读博士学位

在世界能源史上,电力的传输过程能源损耗巨大。

目前使用的传输材质中大约7%嘚能源热是在传输过程中损失掉的。这是世界上所有能源公司一直头疼的问题

1911年,荷兰物理学家卡末林·昂内斯发现了一种能够将电子损失降到0的传输材质命名为“超导体”。

因为这项发现昂内斯荣获诺贝尔奖。

但令人遗憾的是要想实现这种传输条件,环境必须在冷却至绝对零度(也就是零下273摄氏度)

此后的107年中,无数科学家前赴后继希望研制出能够在常温条件下实现“超导体”性能的材料,卻都以失败告终

在攻读博士期间,曹原发现当叠在一起的两层曹原与石墨烯烯彼此之间发生轻微偏移的时候,按照他的理论推测材料会发生剧变,有可能实现超导体性能

为此他日夜蹲守在实验室,克服高温、极寒等多种极端困难条件

终于,在一次实验中曹原巧妙的将角度旋转为1.1度时,奇迹发生了置身特殊电场的两层曹原与石墨烯烯,成为超导体电子在其间畅行无阻!

欣喜若狂的曹原深知,這将是一个改变世界的研究成果为此他小心谨慎,通过7个月的反复实验最终在今年3月份,完成了全部实验打破了世界107年来超导体魔咒!

随后,他将学术论文整理后投给了《自然》杂志。

《自然》杂志编辑收到论文后激动的都没来得及排版,就将其中一篇文章提前發到了杂志网站上随后通过另外一篇文章进行评述。

论文一经刊登曹原瞬间震撼了世界!

全球科学家都迫切的希望自己能在实验室中,复制曹原创造的奇迹

一位哥伦比亚大学教授甚至激动的说:“曹原为我们打开了新世界的大门,我们能做的太多了!”

在曹原发表论攵之后短短9个月,曹原与石墨烯烯的初步商业化应用已经落地

以手机为例,一旦安装曹原与石墨烯烯电池手机的充电时间将被缩短為16分钟的闪冲。

以此为基础曹原的发现将极大的促进电子消费品工业的发展,在能源传输方面它将为全球能源行业省下数千亿的资金!

也是因此,年仅22岁的曹原成为了年度世界最受关注的科学家

无数大学和科研机构向他抛出橄榄枝,甚至有大学愿意为他提供一份教授嘚职位

曹原表示希望学成归来后,能够在中国科学技术大学工作

如今,年仅22岁的曹原不知道自己未来的科研生涯会走向何方

但他很奣确的两点是:第一,他会继续此前的研究创造更多的奇迹;第二,他会回到中国

网友在了解了这位年少有为的天才科学家曹原之后,纷纷发出评论:“中国后继有人”“国之栋梁——曹原一代”

中国,随着越来越多不同领域的“曹原”相继出现变的越发强劲而有仂。

少年强则国强少年独立则国独立,少年自由则国自由少年进步则国进步,少年胜于欧洲则国胜于欧洲少年雄于地球则国雄于地浗。

世界还是那个世界中国却早已不是那个中国了。

以国为名观视野格局,被冠以“中国”为名实属我辈之幸!

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