用膠帶粘出石墨烯的那個故事裡面，可憐的中國博士生具體是誰？有人知道嗎？

01-02

石墨烯：透明膠帶成就的諾貝爾獎

當時，蓋姆買了一大塊高定向熱解石墨，這是一種純度非常高、通常用於分析的石墨材料。蓋姆把它交給了他新來的一位中國博士生，並給了他一台非常高級的拋光機，希望他能製作出儘可能薄的薄膜。三個星期過後，這位博士生拿著一個培養皿告訴蓋姆說做好了。蓋姆用顯微鏡觀察培養皿底部的石墨斑，發現那足有10微米厚，相當於1000層石墨烯的厚度。蓋姆於是問他，能不能磨得再薄一些？他告訴蓋姆，那還再需要一塊石墨。要知道這種石墨每塊大約要花300美元。蓋姆承認自己當時的態度可能不太好，於是，那位中國博士生對蓋姆說：「既然你這麼聰明，那你就自己試試吧。」
蓋姆只得自己做了，不過他採用了一種非常「土」的方法。因為石墨具有完整的層狀解理特性，可以按層剝離。於是，蓋姆用透明膠帶在石墨上粘一下，這樣就會有石墨層被粘在膠帶上。蓋姆把膠帶對摺後，粘一下再拉開，這樣，膠帶兩端都沾有石墨層，石墨層又變薄了。如此反覆多次，膠帶上的石墨層薄到只有一個碳原子的厚度時，石墨層也就變成了石墨烯。

來自@達也下山答案中對 Geim 訪談的原文（大概是上文第一段的內容）：

Let me tell you a nice story: I had a new Chinese Ph.D. student. I bought a big piece of highly oriented pyralytic graphite, known as HOPG, and I asked him to make films as thin as possible. Initially I gave him a very fancy polishing machine. A piece of Lego was in place, see. Three weeks later, he comes back and says he』s succeeded. He shows me a Petri dish with a tiny speck of graphite at the bottom. I look in the microscope and see that it"s about 10 microns thick—maybe 1,000 layers. I ask him, "Can you polish it a little bit more?" And he says he would need another piece of HOPG, which costs about $300. I must say that I was not very polite when explaining to him that you don"t have to polish off a whole brick to get a grain of it. His equally polite reply was, "If you』re so clever, try to do it yourself."

回答不了這個問題，純發表感慨。

昨晚我在這個題目（物理學為什麼沒能從理論上預測巨磁阻效應？）的回答裡面提到石墨烯的發現下面的評論里有人補充了題主題目裡面這條鏈接。不管題主是否是因為我那條回答而提的這個問題，這裡我說說我的看法吧。我是覺得，題主你關注的點很奇怪啊！

首先，對於文中的這個中國博士生，我完全不了解。事實上對石墨烯的發現過程，我關注的點完全集中在了透明膠布上。甚至直到今天看了這個鏈接，才知道有這麼回事。

我看到文章最後的心靈雞湯「實際上，這位博士生輸在了對待失敗的態度上。」云云，首先就在想這是不是個段子啊。於是我搜了下出處，這個事情竟然真的是Geim口述的，出處來自對Geim的訪談：Andre K. Geim。

Let me tell you a nice story: I had a new Chinese Ph.D.
student. I bought a big piece of highly oriented pyralytic graphite,
known as HOPG, and I asked him to make films as thin as possible.
Initially I gave him a very fancy polishing machine. A piece of Lego
was in place, see. Three weeks later, he comes back and says he』s
succeeded. He shows me a Petri dish with a tiny speck of graphite at
the bottom. I look in the microscope and see that it"s about 10
microns thick—maybe 1,000 layers. I ask him, "Can you polish it a
little bit more?" And he says he would need another piece of HOPG,
which costs about $300. I must say that I was not very polite when
explaining to him that you don"t have to polish off a whole brick to get
a grain of it. His equally polite reply was, "If you』re so clever,
try to do it yourself."

不了解內情，但導師和學生之間的關係，外人哪能說得清。Geim說自己當時「not very polite」，自己描述的時候一般都會低調婉轉些，實際情況肯定是比他自己描述的要慘烈。

Geim的描述中，強調給了學生一個超好的拋光機讓他去做這件事情。作為學生，必然要照著老闆的安排去做，老闆給了你一個超好的儀器，你必然要圍著這個超好的儀器轉了。最後他做出的那個結果應該就是那個拋光機所能到達的極限了。老闆讓他再繼續，他估計也只能承認技術上的困難了。不管如何，Geim自己親自動手取得成功，也並不是通過拋光機，這說明就算那學生最後忍辱負重，用這個超好的拋光機，也不會成功。當然這其中的爭吵賭氣什麼的，就不是外人能夠了解的了。我甚至在想，要是那個中國博士乖乖地聽Geim的，不和他吵，老老實實擺弄拋光機，也許諾貝爾獎就不是Geim的了。

我覺得像文章最後那樣去煲心靈雞湯是完全沒有意義的。科研的發現中偶然性太大了。比如這篇文章28—石墨烯的故事（張遠波）提到了和Geim同期嘗試製備石墨烯的一些工作。無論是使用化學方法，還是微加工，還是上面提到的拋光機，都是是實驗工作者所能想到的常規手段。這些手段雖然技術門檻高，但是和摸清門道後，其產率、可控性都要遠遠甩開透明膠布方法幾百條街。他們在勝利在望的時候（張遠波他們當時製備出了30層的石墨，只需要再努力一段時間就能成功了），遇到不按常理出牌的Geim，他們找誰說理去？張遠波提到：

但是就在差不多的同一個時間，英國Geim研究組石墨烯的工作突然出現在Science雜誌上。也就是說他們趕在我們之前已經做出了單層的石墨烯。科學發現是講求時效的，只有第一個做出發現的人才會被承認。看到他們的結果我跟Philip都很沮喪。尤其是Philip，他已經快到了終身教授評定（tenure review）的時間，有很大的壓力。但他反過來安慰我說，不管怎麼樣我應該都是可以畢業的。

可憐不可憐？不是他們無能，而是Geim太狡猾啊。

所以呢，在石墨烯這件事情上，可憐人太多了，不只中國博士生一個。拿這個事情來煲心靈雞湯，沒有意義。為什麼Geim能想到用透明膠布並且成功了，而他的中國博士生想不到，世界上其他物理、化學、材料學家想不到？

這TM就是命啊！

所以，我覺得大家就不要關注透明膠布陰影下的落魄身影了，我們還是談點天氣什麼的吧。

補充個材料吧。

Andre K. Geim 2010年的諾獎演講。

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2010/geim_lecture.pdf

（第79頁的Legend of Scotch Tape 一節）

裡邊只提到了一位中國研究生，Da Jiang 姜達。

姜達
---中國科學院上海微系統與信息技術研究所

而另一位中國研究生Yuan Zhang 是後來才加入的。（第82頁）

不過Legend of Scotch Tape 第一段有一處與 @達也下山給出的Geim 2008年的採訪有些不同。

Too thick, I thought and suggested trying a finer polishing liquid. However, it turned out that Da had polished away the whole tablet to obtain this one speck. It was actually my fault: Da successfully finished his PhD later, but at that time he was just a fresh foreign student with a huge language barrier. Moreover, by mistake I gave him high-density graphite instead of highly-oriented pyrolytic graphite (HOPG) as was intended. The former does not shed as easily as HOPG.

採訪在前（2008），演講在後（2010），而且是諾獎的演講，應該更可靠些。

顯然事情大體是真的。Geim 也在領諾獎的時候向世界吐槽了中國學生糟糕的語言表達（應該就是採訪中的那樣）。不過給錯了石墨材料可能是Geim 08年後才發現的。

中國研究生拋光的失敗，某種程度上是促成了Geim 採用新方法。不過因為材料的錯誤，中國研究生在科研上的知識與技能無可厚非（Geim 也認可了他的PhD水平），畢竟Geim 這個方法也屬於神來之筆。

反倒是中國學生的英語能力與交際能力值得大家關注。

圖片來自 Nobel Lecture by Andre Geim 這都是命，都散了吧

對於實驗科學而言，大部分的重大成果的發現和發表，不外乎兩點：時也，命也。

還在做科研的應該很清楚吧。

謝邀

也聽人講過這個故事，不過說的是兩個學生。在Novoselov和Geim2004年的Science文章里有這兩位學生的名字，分別為D. Jiang，Y. Zhang。再具體的信息可能還需要再八一下。

姜達
---中國科學院上海微系統與信息技術研究所

只想說作為一個即將去Geim那讀PhD的本科生，看了樓上的答案突然感覺壓力山大。。。

膠帶傳奇

為了製作石墨薄膜，我給了姜達一塊厚約幾毫米，直徑一寸的人造石墨，並建議他用一

台拋光機來打磨它。我們有一台很高級的拋光機，可以磨到零點幾個微米的平整度。幾

個月後，姜達給了我一個玻璃盒子，底部躺著一塊小小的石墨片。他說這已經是他用拋

光機能做到的薄膜的極限了。我用光學顯微鏡觀察了一下，通過聚焦在它的頂部和底部

，我估計它大約有10微米厚。我覺得這太厚了，於是建議姜達用更精細的拋光液。但是

為了得到這一小塊石墨片，他已經用盡了整塊我給他的石墨。這其實要歸咎於我。我給

他的是高密度的石墨而非高度層狀的人造石墨（HOPG），前者比較不容易解離成片狀的

材料。另外，當時他還是一個剛剛來英國的留學生，還有一些語言上的障礙。幾年之後

姜達成功地完成了他的博士學位。

我們旁邊實驗室有一位來自烏克蘭的高級研究員Oleg Shklyarevskii，他常常跟我閑聊

，聽我開玩笑。我跟他講我們正在做的事情是要把一座山磨成一顆沙。Oleg是STM（掃

描隧道顯微鏡）方面的專家，當時他正在參與我的一個「星期五晚的實驗」（後來失敗

了）。他聽到這話後，從他的實驗室拿來了一根粘著石墨片的膠帶。據說這是他從一個

垃圾桶里翻出來的。事實上高度層狀石墨（HOPG）是一種常用的STM基準樣品。實驗前

，他們都會用膠帶把石墨表層撕掉，從而露出一個乾淨新鮮的表面來供STM掃描。人們

一直在用這種方法製備STM的石墨樣品，但是從來沒有人仔細看過扔掉的膠帶上有些什

么東西。我把Oleg的膠帶放在顯微鏡底下（見圖2A），發現有一些碎片遠比姜達給我的

那塊要薄。直到那個時候我才意識到用拋光機是一個多麼愚蠢的建議。拋光已死，膠帶

萬歲！

我們的實驗從這之後開始變得有希望了，但是這還不是真正的突破，我們需要更多的人

力投入研究。Oleg當時忙於他自己的實驗，不想參與進來，但是Kostya Novesolov自願

加入了。「自願」可能不是一個準確的詞，因為我們實驗室鼓勵成員選擇加入他們感興

趣的任何研究項目。那個時候Novesolov手頭已經有一個進展非常順利的關於鐵磁體的

研究項目[26]。他也是我們實驗室的「管家」，有什麼儀器壞了都是他負責修理。而我

呢，那個時候每天都會花幾個小時在實驗室製備樣品，測量和分析數據。到了2006年之

後我才變成一個寫文章的機器和專門的數據分析員。我喜歡分析數據，但是極為討厭寫

文章。不幸的是，沒有一個寫論文的「作家」，一個實驗室是無法運作的。

Novesolov和我決定測量一些膠帶上的石墨片的電學性質。於是他開始用鑷子把石墨片

從膠帶上撕下來，轉移到玻璃片表面。因為這個研究的出發點之一是想測量石墨片在外

加電場下性質的變化，所以幾天之後我找來了一些表面氧化的硅晶圓，這樣我們就可以

通過給硅加電壓來影響它表面的石墨。這給我們帶來了意外的收穫，一些石墨片在這種

晶圓表面呈現出不同的顏色來，這表明它們非常薄，以至於可以讓光透過，藉由光的薄

膜干涉而形成顏色。另外，通過這些顏色我們也可以非常直觀地判斷石墨片的厚度。我

們很快就發現其中有一些石墨片只有幾個納米厚。這就是我們第一個真正的突破。

JIANG Da……

Dr. Da Jiang was born in November, 1977 in Yancheng. He received the B.S. degree from Physics Department of Nanjing University in 2000. From 2000 to 2002, he worked in Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences. From 2002 to 2006, he studied in the School of Physics and Astronomy, the University of Manchester as a PhD student supervised by Prof. Andre Geim who won the Nobel Prize in Physics in 2010. Dr. Jiang was one of the pioneers in graphene research and made many important contributions in the development of the micromechanical cleavage technique that allowed the first fabrication of monolayer graphene. He was an important member in Prof. Geim』s group. His PhD degree was awarded in 2006. He worked as a postdoc in Prof. Geim』s group for a short period in 2007, focusing on fabricating free-hanging graphene (graphene membrane) and studying its crystallographic structure and mechanical properties. He worked for Graphene Industries Ltd in 2007, and subsequently for Graphene Research Ltd in 2009 as the scientific director of the companies and was in charge of production line and RD. He has been a professor at State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics of Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences since 2012.

資料來源

http://sourcedb.cas.cn/sourcedb_sim_cas/en/expert/201401/t20140110_4021398.html

竊以為這個膠帶法離不開可憐的中國博士。本來就是給了人家一台高級拋光機，人家努力用拋光機搞了三個星期，還剩下了十微米。然後也十分肯定沒法往下搞了，再往下搞可以試試，但得補充實驗材料啊。

這分明是個很踏實的PHD做的很踏實的實驗好吧？接下來也是用膠帶反覆得中分才粘出來的石墨烯。

假如教授發現博士們搞得不好，用拋光機真的搞出來石墨烯了，那個可以說博士很倒霉，也可以說不稱職。但事實就是那位博士證明了拋光機搞不定，教授才不得不另去想別的辦法。

還真的不清楚，我以前在中國膠帶交易網做運營時，收錄過這個專題，大家可以去了解了解！

他們就是用膠帶粘了好幾年

同意上面所說的「這就是命」的觀點。然後就這個問題發表一點感慨。

如果PhD們所有的工作都是按照老闆的意思一絲不苟地進行下去的話：

首先你會發現老闆的很多想法根本行不通，很多時候這些想法就是拍腦袋拍出來的；

其次，即使行得通，也未必能得到你想要的結果。

若真是老闆張張嘴你動動手文章就有了的話，做科研也未免太容易了吧。多數科研成果都是研究道路上的意外驚喜。

真的想知道，可以去問一下復旦大學的張遠波老師，他當時就在這個組，也參與了單層石墨烯計劃。