张哲野:“90后”的石墨烯之恋

22岁的张哲野坐在华中科技大学的爱因斯坦广场上,一边晒着太阳打着呵欠,一边讲述自己的科研梦：“我要用石墨烯改变世界.”

这个化学与化工学院的大四本科生,自称“不做实验时总是没什么精神,呵欠连天”.令人难以相信的是这个头发像一团火焰般竖立起来的年轻人,在过去一年时间里,以第一作者的身份在国内外著名期刊上连发5篇学术论文.

“学校对一个老师的要求,不过是3年发5篇SCI（科学引文索引）文章.”和张哲野同实验室的一位副教授介绍说.在实验室20多名学生中,张哲野是唯一的本科生,也是年纪最小的,但他发表的论文数量远高于其他硕士、博士甚至博士后.

“我只是做了一件自己感兴趣的事,并在大学里坚持下来,仅仅是这样而已.”张哲野说话时脸上鲜有表情.

本科生挑起实验室大梁

去年8月,张哲野第一篇关于石墨烯的学术论文,发表在美国化学会旗下期刊《应用材料与界面》上.随后以第一作者身份完成的3篇文章所发表的外文期刊,一家比一家知名权威.

前不久,他的第5篇文章刚刚被美国《先进能源材料》杂志接收,该杂志2012年影响因子达10.043.而国内核心期刊、中科院主办的《化学通报》影响因子只有0.5左右.

“我刚来时,大家介绍他是‘未来科学家’,我第一反应是硕士或博士,没想到是本科生,之后发现此言非虚.”同实验室的“80后”博士生奚江波说.在这个全名为“先端光电/能源材料与界面化学合作”的实验室里,年轻的张哲野挑起了实验室科研的大梁.

早在实验室还没成立时,张哲野就与石墨烯结了缘.当时才大二的他和另外几十名本科生一起进入化学院下设的化学与化工创新基地,跟着一个师兄做石墨烯研究.

据张哲野介绍,石墨烯这种单原子层材料具有非常奇异的特性,它是目前发现的最薄最硬的材料.它的强度比世界上最好的钢铁还高100倍.美国机械工程师杰弗雷·基萨教授打比方说,如果将一张和食品保鲜膜一样薄的石墨烯薄片覆盖在一只杯子上,然后试图用一支铅笔戳穿它,那么需要一头大象站在铅笔上.

石墨烯不仅可以开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣,甚至还可为“太空电梯”缆线的制造打开一扇“阿里巴巴”之门.同时,电子在石墨烯中的运动速度可以达到光速的1/300,是硅材料的100倍,它有望用于替代硅,成为新一代电子材料.

2010年,英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫,凭借二维空间材料石墨烯方面的开创性实验获得当年的诺贝尔物理学奖.

但这对于业内人士来说,未必是好消息.张哲野的一个师兄感慨：“当时我觉得完蛋了.”那意味着,一年会有上万篇文章发表出来,“你想出来的点子别人也会想得到,你做的肯定也没有别人快”.当时还在新加坡南洋理工大学读博士后的肖老师也记得,材料系每个实验室都开始做石墨烯.《自然》杂志等顶尖刊物上,每周都会有一篇关于石墨烯的文章发表.

而张哲野却找到了一个改变世界的“杠杆”.“这次诺奖的颁发很令人振奋!”他在得知这一消息时非常兴奋.只是和两位诺贝尔奖获得者通过塑料胶带一层层地剥离石墨片、制作石墨烯不同,张哲野研究的是它的化学特性及相关复合材料.

做实验就是在约会

与张哲野一起进入化学创新基地的40名学生,陆陆续续地放弃了.“像社团招新一样,音乐一放,图个新鲜劲儿就跟着进来了,一两天没什么,时间长了很多人就受不了那种枯燥劲儿.”

到最后,真正留下来的只剩张哲野一人.“这条路并不容易走”,张哲野也能理解其他人的选择,拿不出成绩、成果出得慢,都让人浮躁不安.

对石墨烯的研究,他有着自己的思考.在他看来,碳是人体的基本构成元素,石墨烯是单层碳原子构成的,大自然中又富含碳,“人最终的本源是要回归大自然”.

张哲野除了睡觉基本就待在实验室,晚上11点实验室关门回寝室,回到寝室打开电脑戴上耳机继续看文献,第二天起得稍晚,室友们都已出门.他开玩笑道：“我的室友基本上是见不到我的.”

“实验”差不多占据了他所有的生活.自己社交网站的状态上,几乎都和实验有关,“没有思路”、“做不出成果”,化学院门口六边形的窗户装饰,也能让他找到石墨烯的影子.

甚至,他连女朋友也顾不上了.“他的女朋友和石墨烯好像在拔河,最终石墨烯赢了.”早已成家的“老大哥”奚江波笑着说.

“石墨烯才是他的‘女朋友’,即使打水、走路,脑袋里也都是石墨烯.”张哲野的室友如此调侃.在他们看来,张哲野做实验时就是在约会,发论文就是写情书,申请的专利便是爱情的结晶.

“什么样的人能出成绩?实验室来得勤的人才最有可能出成绩.”肖老师说,“张哲野确实是既充满灵感又刻苦勤奋,他就是取得成功的典型.”

2013年10月中旬,张哲野带领团队前往江苏,代表华中科技大学启明学院参加第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技竞赛,这也是化学与化工基地队伍首次代表华中科技大学启明学院进入该项赛事.“张哲野是个特例,希望本科生都像他这样也不现实.”苏州大学教授、清华大学中国科技政策研究中心研究员董洁林指出,“就像有一个爱因斯坦在我们面前特立独行,不要挡着他,不要扼杀有才华、有动力的年轻人就好了.”