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現單層石墨材料（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。碳納米管發現于1991年，隨后引起了物理科學和材料科學界的極大關注，由于身具各種優異性質，科學界和工業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。因此當得知石墨烯得獎了之后，就難免想，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），而且據說性質穩定，同樣具有豐富的優異性質。前面說過石墨烯的獲獎可能超出很多人的意料，原因就在于它的發現歷史也有點太短了，2004年才被首次發現。雖說現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現雖然產生的技術進步和經濟效應非常巨大，但總歸和理論離得有點兒遠了，更適合頒發一個技術獎項。而且量子霍爾效應之前已經得過兩次諾貝爾獎，1985年整數量子霍爾效應，1998年分數量子霍爾效應，證明這個領域是當代凝聚態物理研究的焦點。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。