安德烈·海姆，一位諾貝爾物理學獎得主，他的科研生涯充滿了戲劇性。他和合作者在實驗室扔掉的廢棄膠帶上，成功地將石墨的層狀結構分離開來，從而獲得了人類第一個二維材料：石墨烯。
隨後，他們測試出了石墨烯最薄、最堅硬的物理特性，並且發現它具有非常高的熱傳導性和電傳導性。這些發現使得他們在2010年因為「研究二維材料石墨烯的開創性實驗」而獲得了諾貝爾物理學獎。
然而，安德烈·海姆並不是人們印象中嚴肅刻板的物理學家。在更早之前，他還曾將一只青蛙放到磁場中，調整出合適的磁場強度，讓它懸浮在空中。這一實驗為超導材料的套用提供了新的思路，也使他獲得了「搞笑諾貝爾獎」。他成為了至今唯一一個同時獲得過搞笑諾獎和真正諾獎的雙料「諾獎」獲得者。
他在一次采訪中分享了他的科研背後的故事、成長以及石墨烯等二維材料的套用前景。
一、好奇心很重要
當被問及「最快獲得搞笑諾貝爾獎的方法是什麽？」時，他簡潔地回答：「簡單回答，最快的方法就是不要試圖去贏得獎項。」他解釋說，任何試圖贏得諾貝爾獎或是搞笑諾獎的人，他們往往註定會失敗。有些人把贏得諾貝爾獎作為職業生涯的目標，但其實「順其自然就好，不要刻意去追求經濟價值。帶著一點兒自嘲，帶著一點兒微笑去做研究，總有一天會成功的，這一點很重要，而不是試圖贏得任何東西。」
談到自己為什麽能夠獲得兩個不同的諾獎時，他風趣地說：「這可能是因為我知道很多其他的諾貝爾獎獲得者不是很幽默。」
在采訪中，安德烈·海姆還強調了好奇心的重要性。他的發現石墨烯的經歷就是如此。石墨烯曾被認為是理論中的材料，難以在實驗室制備。它由單層碳原子構成，形成蜂窩狀六邊形晶格。盡管碳原子透過共價鍵連線，但室溫下其熱振動導致單層結構不穩定。然而，安德烈·海姆和同事未放棄，嘗試將碳納米管展開成單層。他們嘗試了多種方法，如使用拋光機，但均失敗。在石墨實驗中，科學家常用膠帶去除雜質，分離出新鮮表面。一次，海姆和合作者對丟棄的膠帶產生好奇，發現石墨殘渣啟發了他們。他們反復貼上膠帶，利用黏性破壞層間範德華力，最終成功分離出單層石墨烯，並證實其能穩定存在。他們的論文發表在2004年【科學】雜誌上，引起廣泛關註，被譽為科幻小說成真。海姆強調好奇心的重要性，但指出隨機好奇無助於研究。他將科學的好奇心集中在自己能貢獻的領域。他認為，好奇心讓生活更有趣，即使不能直接貢獻，學習不同事物也是有益的。
但成功的道路永遠不會一帆風順。當被問及是否有過挑戰或者想要放棄的時刻，安德烈·海姆回憶起自己經歷蘇聯解體時的情形。他說過去自己在這裏有成功的研究和明確的職業生涯，但有一天突然經歷巨變，當自己來到英國後，口袋裏除了1英鎊什麽都沒有，一切都要從零開始。「生活中充滿了障礙，你必須努力克服，每一天都要‘戰鬥’，所以時刻做好準備。」
幸運的是，海姆後來成為荷蘭尼美根大學的副教授，專註在科研上，不用為了生計而奔波。此後，他還成為了中國科學院、美國科學院、英國皇家學會院士。他樂觀地說，自己總是把需要挑戰和學習的東西當成是「人生的驚喜」。
二、二維材料將引領材料變革
石墨烯的發現並不足以讓安德烈·海姆及其同伴獲得諾貝爾獎。關鍵在於他們後續的研究揭示了這種二維材料的獨特優勢：盡管只有一個原子厚，石墨烯卻比同等重量的鋼強200倍；它還具有優異的導電性和導熱性，以及超高的透明度。這些特性使石墨烯成為「新材料之王」。
這意味著石墨烯能從實驗室走向工業套用。作為高效導電材料，它可用於制造更快速、更小型的晶體管和集成電路。在可穿戴器材、柔性電子產品和高效能電池等領域也有廣泛套用。其超過97%的透明度為顯示技術和光電領域帶來新機遇。
安德烈·海姆最初發現石墨烯的膠帶實驗開啟了二維材料的「魔盒」。此後十多年裏，科學家們陸續發現了眾多新型二維材料，如矽烯、鍺烯、黑磷等單元素材料；MoS2、NbSe2等過渡金屬硫族化合物；以及GaS、InSe等主族金屬硫族化合物，它們展現出獨特而新穎的特性。
目前，安德烈·海姆和他的團隊正在研究二維原子晶體，引領全球相關領域的研究，並探索其在分子、離子、質子、同位素分離等方面的套用，以及基於二維原子晶體的範德瓦爾斯異質結構材料等新方向。他比喻道：人們可以將這些二維材料進行設計，賦予更多特性，就像「原子級別的樂高」搭建出各種新結構，套用於多個領域。
