彭练矛带领团队完成的项目获得了今年国家自然科学二等奖(一等奖空缺)。虽然项目听起来非常艰涩,叫做“定量电子显微学方法与氧化钛纳米结构研究”,但其实“好玩”得很。

  有人比喻,1纳米等于十亿分之一米,如果把一个1纳米的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一样。

  “在纳米尺度,许多事情和平时的感觉会非常不同,某些时候甚至会是相反的。”项目第一完成人、北京大学教授彭练矛举例说,我们都知道玻璃很脆,不能弯曲,但纳米尺度的玻璃就可以弯来弯去,表现出很好的韧性。还比如铅笔芯不是很好的导体,但是从铅笔芯中分离出的由单层碳原子六角排布形成的石墨烯就是很好的电子材料。2010年诺贝尔物理学奖就颁发给了成功地分离出单层石墨烯材料的两名英国物理学家。

  在纳米尺度,仅需控制纳米材料的结构即可达到控制其性能的目的。彭练矛说,非常好的一个例子就是由单层石墨烯卷起来形成的碳纳米管。通过控制卷石墨烯的方式,就可以得到导体、半导体。通过控制纳米管的直径,就可以控制半导体纳米管的吸光特性。电子显微镜是观察纳米尺度物质的“利矛”,但当物体尺寸小到纳米甚至纳米以下时,非但人眼根本看不到,就算是通过电子显微镜其实也看不清楚,遭遇了“眼见不一定为实”的信任危机。