人类牙齿其实和鲨鱼牙齿 一样坚硬

· 58 · 现代物理知识 从基本的观点来说，石墨烯最令人振奋的性能 是它的传导电子会整装成行为似中微子或接近光速 电子的准粒子，呈现相对论性的物理行为。在大多 数的物质中，带电的粒子行为较像古典的形式。盖 姆拿大型强子对撞机（Large Hadron Collider，LHC） 来比较它的效应，“只不过就在你的桌上就可观测 到。”这使得粒子物理和天体物理的某些概念可以小 规模的在桌上来测试，而不需要用到数百万美元的 对撞机。 硅芯片上极皱的石墨烯片的扫描电子显微照片 （荷兰基础物质研究基金会） 石墨烯最明显的用途是可用它来取代硅芯片， 因为硅晶圆技术正快速地接近基本的极限（低于 10 纳米，1 纳米为 10 亿分之 1 米）。也可以利用外延 生长技术，即在晶格间距相当的晶体基底上面产生 单层石墨烯，制造出石墨烯芯片以供电子应用。因 此，石墨烯在太赫范畴高频率晶体管，或建造纳米 尺度微型的印刷电路板使用方面很有前景。但它也 有着技术上的障碍，因为石墨烯有金属性，所以科 学家需要设计出让材料半导电的方法；此外，假如 科学家要将石墨烯片大规模应用于工业用途上，还 需开发出大量生产此材料的技术。 目前，石墨烯正被开发为塑料的填充物，以制 造复合材料，正如纳米碳管被用以增加水泥材料的 强度。此外，悬架着的石墨烯还能被用在液晶银幕 中所需的透明且能导电的薄膜。 石墨烯甚至有本领制服盖姆不光彩的五年之 痒，他过去时常每隔几年就试图更换研究题目。然 而，现在他甚至把他认为深具前景的壁虎黏胶研究 搁置一旁，而主要集中于石墨烯的探讨上，他承认 这是他到目前为止所做最有意义的科学成果。盖姆 于 2007 年告诉《科学》（Science）杂志说：“在石墨 烯方面，每年都有新的结果以及新的研究次领域出 现，足以开启、激发研究的热潮。我要在此投入更 多心力，直到完全涵盖整个领域，发掘所有有趣的 科学为止。完成之后，我就会再往前走。” （本文转载自 2012 年 10 月《物理双月刊》，网 址 ： http://psroc.phys.ntu.edu.tw/bimonth/index.php; 萧如珀，自由业；杨信男，台湾大学物理系，Email: snyang@phys.ntu.edu.tw） ① 盖姆和他的主要合作者诺沃肖洛夫（原为盖姆的博士 学生）于 2010 年因“在二维石墨烯的开创性实验”，获颁诺贝 尔物理奖。  人类牙齿其实和鲨鱼牙齿 一样坚硬 虽然你的牙齿大部分由比 鲨鱼牙齿更软的矿物质组成，但是根据《结构生物 学杂志》（Journal of Structural Biology）的测试报 告，它们其实一样坚硬。 鲨鱼牙齿覆盖的矿物质主要是氟磷灰石，纯净 的含氟磷酸盐要比人类牙齿外层珐琅质中的羟基 磷灰石更坚硬。但是当尖吻鲭鲨（如图）和虎鲨牙 齿表面冲压上微小的金属椎体，研究者发现珐琅化 的鲨鱼牙齿外层不如人类智齿上的珐琅质坚硬。这 是因为其表面不是纯净的矿物质而是与蛋白质整 合在一起，这样矿物质才不会在突如其来的撞击下 碎裂。 研究者说，鲨鱼与人类在进食方式上存在很大 差异，尖吻鲭鲨撕 扯猎物身上的肉、 虎鲨是切割啃咬， 而人类则依靠餐 刀。因此人类与鲨 鱼牙齿的区别不 是在硬度上，而是 最初的设计用途 就不同。 （ 高 凌 云 编 译 自 2012 年 8 月 2 日 www.sciencemag.org）