制造 新材料

3月5日，顶级科研刊物《自然》（《Nature》）杂志连刊两文报道了石墨烯超导电性的研究新突破，引发学界轰动。而这两篇论文的第一作者均是年仅22岁的麻省理工学院博士生曹原。这名从深圳走出的青年科学家经历不凡，他曾用两年时间读完初高中六年课程，并考上中科大少年班。有科学家指出，随着他这组重磅论文的发表，这颗冉冉升起的“科学新星”可能正在做出改变人类生活的重大发现。

　　石墨烯超导电性研究震动学界

　　1911年，荷兰物理学家Heike Kamerlingh Onnes发现，当汞被冷却至接近绝对零度（零下273.15摄氏度）时，电子可以通行无“阻”。他将这个“零电阻状态”称为“超导电性”。他也因此获得了诺贝尔物理学奖。

　　从那之后，物理学家就不断地想要找到高温超导材料，以应用在日常生活之中。然而，大多数材料只有在接近绝对零度时，才会转变为超导体。如果有哪种材料能够在室温下表现出超导电性，就可以为能量传输、医用扫描仪和交通领域带来革命性的改变。

　　而这一期《自然》杂志的论文则指出，当两层石墨烯以一个“魔角”扭曲在一起时，就能在零电阻下导电。尽管该系统仍然需要被冷却至绝对零度以上1.7度，但结果表明了它或许可以像已知的高温超导体那样导电。一旦该结果被确认，此次的发现对于理解高温超导电性至关重要。

　　这一研究成果发表后，学界非常兴奋。马德里材料科学研究所物理学家 Elena Bascones 认为：“如果这一发现得到证实，可能对理解高温超导十分重要”。斯坦福大学的物理学家、诺贝尔奖获得者 Robert Laughlin 表示：“我们可以期待在接下来的几个月里，会有疯狂的实验活动来填补蓝图中缺失的部分”。

　　用两年时间读完六年中学课程

　　论文刊发后，1996年出生的第一作者曹原也因此成为学术界关注的对象。曹原来自深圳，小学、中学均就读于深圳耀华实验学校。据他的中学老师回忆，他在基础教育阶段就已展露出了非同寻常的科学天赋与才华。

　　在中学时，曹原与学校另外两名“天才少年”王嘉乐、范紫藜组成了一个小小班，他们用两年完成初中、高中课程，比普通学生提前四年参加高考。学校为他们腾出了一间校长办公室，并安排了6位老师，专门为他们授课。

　　“这样的教学模式我们在之前也没有尝试过，但家长和学生有这样的需求，校长也希望在超常教育上做一些探索。”耀华学校副校长黄莹告诉记者，她当时教曹原他们生物，对于这些聪明过人的少年，老师上课只提示教材的重点，其他时间由同学们自主讨论、发现，有疑问再进行解答。

　　期间，这些孩子展现出了强大的主动探究学习的能力，这种能力也让他们在日后的学术生涯中后劲十足。例如曹原后来考入中科大少年班并入选“严济慈物理英才班”，在人才济济的少年班中依旧是“大神级”的人物，获得了2014年中科大本科生最高荣誉奖——郭沫若奖学金。

　　曾自己在家搭建实验室

　　曹原的中学物理老师黄佳堂则记得，中学阶段的曹原是个活泼淘气的男孩，喜欢动脑也喜欢动手，“他会把教室的讲台或桌子拆出来，就为了看里面是什么构造，我们都不知道他没有工具是怎么做到的。”出色的动手能力也是科学家的必备素质。中学阶段，曹原还在自己家里搭了一个小实验室，还购置了一批化学、物理的实验仪器，经常自己在家进行实验。

　　看到大洋彼岸的学生在超导研究中做出成果，黄佳堂难掩激动之情。“我给他讲过，金属的电阻率随温度的降低而减小，当温度降低到很低的时候就没有电阻了，这种状态叫超导状态。但是由于目前的技术要在－160摄氏度才行。这个问题是目前物理界的难题，如果能在常温下发现这种材料，你们将颠覆世界。当时，曹原还和王嘉乐商量以后问我：怎么样才能使常温下的材料电阻为零？改变材料性质的方法行不行？我说，这需要你们这一代人的研究啊，如果你们研究出来，那有很大可能会改变世界！”黄佳堂告诉记者：“这个问题我对每一届的学生都会提，但没想到曹原真的在这个领域做出了深入的研究，有了现在的成果，太不可思议了，我为他感到骄傲！”