文｜《中國科學報》記者張晴丹

從鑽石（金剛石）這種無比堅硬的展课遭放重磅材料上剝離出大片完整的膜，聽起來就像天方夜譚，题险實際的弃港困難更多。兩年時間沒有任何進展，大团队历香港大學副教授褚智勤組裏承接該課題的时年一位博士後，選擇了放棄並離開。发表

沒人能做出來！研究褚智勤也一度想砍掉這個課題。新闻

但科研本身就是科学需要在無人區馳騁。“就看願不願意下血本，两年簡單、无进网易做的展课遭放重磅事情沒什麽風險，當然也不會有大的题险收益。雖然很難，但我們還是想拚一拚。”褚智勤說，“我覺得人生就應該去賭一把。”

他賭贏了。這個差點要放棄的課題，曆時5年終於結了果。褚智勤團隊聯合香港大學教授林原、北京大學教授王琦、南方科技大學助理教授李攜曦，開創了一種革命性的金剛石剝離技術。應用這一技術可獲得超薄且超柔韌的金剛石膜，它就像一張紙一樣可以卷起來。相關研究近日發表於Nature。

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在世界上首次實現，應用價值巨大

“我們的文章上線了！”論文第一作者、褚智勤課題組的博士生景紀祥（目前為課題組博後）第一時間在朋友圈分享了喜悅的心情。

“自2004年，Andre Geim和Konstantin Novoselov首次用膠帶剝離出石墨烯，引領二維材料熱度至今，其間兩人因此斬獲2010年諾貝爾物理學獎。20年後，我們首次實現了碳材料家族另一位成員——金剛石薄膜的大規模剝離。”景紀祥說。

時間指針撥回到2019年。一直聚焦於金剛石材料和相應量子探測研究的褚智勤，很想用金剛石來實現一些功能。他與李攜曦提出了製備大麵積平整的金剛石膜的設想。第二年新招進組的一位博士後接下了這個課題，但兩年下來，幾乎沒有收獲。最終，這位博士後離開了課題組，另找了份工作。

金剛石，不僅是珠寶界的明星，也是電子和光子材料中的“珠穆朗瑪峰”。金剛石膜一旦製備成功便能大有作為。褚智勤不想就此放棄，他把這個自己非常看重的課題交給了後來的博士生景紀祥。

很長時間裏，景紀祥絞盡腦汁，無論用什麽辦法，都無法得到平整的金剛石膜。往前的每一條路似乎都通向死胡同。直到有一次，景紀祥在實驗室偶然發現了一個現象，讓這項止步不前的研究有了希望。

那天，景紀祥不小心碰破了金剛石塊，發現其邊角有一小片翹起來了。他突然靈光一閃：“能不能直接用剝離的方法把膜揭下來呢？”

實際上，這個想法有些反直覺。畢竟金剛石很硬、脆性高，不太可能實現。就是這樣一個瘋狂的想法，褚智勤卻認為值得一試。

通過不斷調整參數，他們似乎找到了一些可行性。“簡單地說，就是先破壞金剛石的一個邊緣，暴露出一個新鮮的缺口，從這個最優‘窗口’的某個特定角度，用力學手段輕鬆剝離出一大片完整的金剛石膜。這是純物理方法，涉及不到溶液和化學過程，因此剝離出來的生長麵完好。”褚智勤說。

這張膜非常完美，很平整、比較大片。論文中描述的是兩英寸，但實際上他們已經能在實驗室剝離出超過4英寸的金剛石膜。更驚喜的是，這張金剛石膜不僅非常薄，還是一個柔性膜，表現出卓越的特性。

“它可以像一張紙一樣卷起來。這種柔性非常重要，我們可以通過力學形變來調控一些性能。金剛石需要摻雜某種元素才能變成半導體，而金剛石半導體摻雜研究一直比較困難。現在我們通過一些形變調控就能實現金剛石半導體性質的調控，這完全可以開辟出一條全新的賽道。”褚智勤說。

這一重磅研究具有巨大的潛在應用價值，為大規模生產高質量金剛石膜開辟了新路徑。“金剛石膜展現了諸多優異的性能。相信未來會在電子、光子、機械、熱學、聲學和量子領域大放異彩。”景紀祥表示。

被Science拒稿，轉投Nature又被拒

這項研究可稱是同領域內的一個重大突破。投稿之前，褚智勤就堅定地認為這篇文章應該在一個更高的平台發表，才能體現研究的價值。

“我們當時對頂刊做了分析，覺得Science可能更喜歡這種突破常規思維的內容。”褚智勤說。於是在2023年11月，他們把論文投給了Science。雖然送審很快，但反饋回來的結果有些令人沮喪。三位審稿人的意見大相徑庭。第一位審稿人極盡讚賞；第二位審稿人卻極力反對，他認為金剛石材料沒有特別大的用處；第三位審稿人認為文章很有趣，但不適合在Science發表。

褚智勤盡了最大努力去爭取，想說服Science編輯。然而，編輯回複說經過深入地討論，最終艱難地做出放棄這篇文章的決定。

褚智勤和合作者始終堅信這項研究的重要性。他們在2024年1月，將文章轉投到Nature，卻又吃了一記閉門羹。

文章在第一輪時並未被送審。Nature編輯直接拒稿，並回複表示，這篇文章還有一些內容沒講清楚，有一些測試還沒有做，所以可能達不到發表的水平。

雖然被拒，但研究團隊從拒稿信裏能感受到編輯對這項工作的喜歡，看到了些許的希望。

“研究的確還欠缺一些實質性的內容，所以在收到拒稿信後，我們又補做了4個月的實驗，分析了多數實驗數據，特別是對膜的質量做了分析。我們猜測，編輯希望能看到更多的證據以證明我們的金剛石膜質量的優異性。我們就盡量補充相應的內容。”褚智勤表示。

補數據、整理參考文獻、增加總結性的圖表……多出了好幾十頁的新內容。當做好萬全的準備後，研究團隊再次於今年4月投出文章。文章很快送審，後麵的審稿流程也非常順利。三位審稿人都給出了相對正麵的意見。在經曆兩輪修改後，文章終於在10月被接收，在12月發表。

“在這個過程中真的要擺正心態。就好比參加考試，如果你是為了考試而考試，這個過程一定是痛苦的。其實最終結果好與壞，自己無法評估，但心態是最重要的。同樣是參加考試，如果你先不考慮最後的結果如何，而是把重點放在複習的過程中，全身心投入複習，你就會產生很多思考，人生價值觀、經驗、認知、科研能力等都會得到提升。”褚智勤說。

對科研，要保持純粹的熱愛

“不浮躁，踏踏實實地做好每一件瑣碎的事情，完成每一個小目標。”這是褚智勤做科研的價值觀。

他這些觀念的形成來源於做博士後期間的導師、德國斯圖加特大學教授Joerg Wrachtrup——一位量子探測領域泰鬥級的著名科學家。

“我們都很尊重他，欣賞他做科研的態度以及對科學的執著。前一陣，他到香港開會，我約他到港大來看看，其實是想讓他放鬆一下，但被‘無情’地拒絕了。他並不在意吃什麽、喝什麽、去哪兒玩，也不想聊科學以外的東西。他從會場趕過來跟我聊了兩個小時，也都是圍繞科學。距晚上的航班還有幾個小時，他都會回到酒店房間處理科研相關的事情。”褚智勤說。

而且，這位60來歲的老教授非常喜歡鼓勵學生，願意給年輕人更多機會。“他並不會從比較功利的角度要求學生發文章，更多的是想知道你對科研這件事情是否有熱情，你是不是真的是一個非常認真地沉浸在科研世界的人。”褚智勤說。

其實，褚智勤做博士後的時候，遇到過一個非常有挑戰性的項目，持續了很長時間，但最終那篇文章因為一些原因沒有發表。“這個過程中，我認為一切都值得。因為我積累了很多實驗經驗，體會了對該領域的脈絡分析，與很多研究組建立了很好的聯係。雖然當時沒有發表一篇Nature和Science，但給我打下了很好的基礎。”褚智勤表示。

Joerg Wrachtrup對科研的這份純粹的熱愛，深深感染著褚智勤。“德國人普遍比較懶散，可能工作到下午4點就下班。但他不一樣，隻要不出差，他都泡在研究所裏。早上八點準時到辦公室，晚上八九點才離開。他把所有的熱情都投入到科學研究中。”

有一件事情一直讓褚智勤記憶猶新。“有一次，Joerg Wrachtrup到實驗室看我的實驗進展，說想看一下我的實驗筆記，但看過後很不滿意，他認為我的實驗筆記不夠詳細。他把我叫到辦公室，從櫃子裏翻出厚厚一遝當年他在讀博時記錄的實驗筆記給我。我看到上麵手寫的密密麻麻、非常清晰詳細的筆記時，很受觸動。”褚智勤說。

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導師的言傳身教也影響著褚智勤帶學生的理念。“所有學生來的時候，我都會跟他們講要做一些具體的小的項目，從一些比較小的點開始。目標不要高大上，從比較務實的目標著手，一點點往前走。我對每一個學生說，‘我們是一起探索，一起相互配合’。”

“而且，我希望自己的學生是發自內心地熱愛科研。做科研麵對失敗是常態，我很看重學生是否可以穩住負麵情緒，戒驕戒躁。當周圍人都不看好的情況下，能不能冷靜地去扭轉局麵，能不能逆流而上，開辟一片新的天地。這些是做科研應有的本質。”褚智勤說。

相關論文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-024-08218-x

文中圖片皆由受訪者提供