自然杂志发表论文mit

3月5日，《自然》连刊两文报道石墨烯超导重大发现，第一作者均为中国科大10级少年班校友曹原。曹原本科毕业于中科大少年班，令人惊讶的是，这位博士生今年年仅21岁。

2018年3月5日《自然》以背靠背长文形式在网站刊登了重大研究成果，文章还配以第三篇文章作为评述前述成果。

MIT石墨烯超导重大发现

范德华异质结构是二元构筑单元垂直堆叠而成，在二维材料丰富的功能性基础上，可以实现更多的工程化操纵。其中一个方向，就是通过控制层间扭曲角度，来调控范德华异质结的电子结构。

麻省理工学院(MIT)Jarillo-Herrero与曹原等人发现，堆叠的双层石墨烯中，电学行为对原子排列非常敏感，影响层间电子移动。对于物理学家而言，电学行为通常是由能量主导。而在这项研究中，单层石墨烯内原子间电子移动有关的能量在eV量级，而在层间的电子移动涉及的能量量级最多在几百meV。

上述研究成果来自3月5日刊发的两篇最新Nature，通讯作者为麻省理工学院(MIT)的Pablo Jarillo-Herrero教授。 Pablo Jarillo-Herrero和曹原等人团队在魔角扭曲的双层石墨烯中发现新的电子态，可以简单实现绝缘体到超导体的转变，打开了非常规超导体研究的大门。

除了这两篇文章外，Nature杂志还配了Eugene J. Mele的评述。

Pablo Jarillo-Herrero(左)和Yuan Cao(右)

文章第一作者是个小鲜肉

值得关注的是，本次两篇Nature论文的第一作者、MIT博士生曹原来自中国。今年年仅21岁，本科毕业于著名的中科大少年班。

曹原1996年出生，籍贯是四川成都。2010年，14岁的曹原从深圳耀华实验学校考入蜚声中外的中国科学技术大学少年班学院，并入选“严济慈物理英才班”。

从中学时代起，曹原即受益于“超常教育”。

曹原2007年到深圳耀华实验学校读书，该校主管超常教育的副校长为朱源。后者曾任教中科大少年班20多年。曹原用了三年的时间读完小学六年级、初中和高中的课程。高考总分为理科669分。

2014年，曹原荣获中国科技大学的郭沫若奖学金。

天才代出的中国科大竞争激烈，少年班面对的是一大批杀手名捕。但是曹原却如鱼得水。

曹原在《计算物理》课遇到“令人闻风丧胆的杀手”丁泽军教授(江湖上人称丁老怪)。丁老怪向新创校友基金会回忆曹原时介绍说曹原是“很聪明的家伙!本科时计算物理课程中的课题研究成果发了一篇文章，J. Mag. Mag. Mater. 355 (2014) 93-99。没花多少时间，也就是一个寒假就做完了”。

中科大物理学院教授曾长淦也证实“这是在我实验室混过的娃”。曾长淦回忆“(本科)在我们实验室还发了一篇PRB理论文章呢。当时就觉得他太厉害了”。

一位与曹原熟悉的少年班毕业生说：他实在是太强了，以前在科大就是传说级的人物。

这种被命名为 2DPA-1 的材料像塑料一样轻，具有可塑性，其强度和抵抗能力可以跟钢以及防弹玻璃相提并论。除了强韧，该材料还可以轻松地进行大量生产，并进行化学回收。

麻省理工学院的化学工程师们发明了一种新型塑料，其强度是钢的两倍，有朝一日或用作建筑材料。

这种被命名为 2DPA-1 的材料像塑料一样轻，具有可塑性，但据该项目的研究人员透露，其强度和抵抗能力可以跟钢以及防弹玻璃相提并论。

根据麻省理工学院工程师们的设想，在不久的将来，2DPA-1 将被用作涂层，以提高物体的耐久性，并最终成为一种结构材料。

麻省理工学院化学工程教授 Michael Strano 说:“一般来说，我们认为塑料无法用来支撑建筑物，但有了这种材料，情况便有所不同，它的特性非同寻常。”

二维分子结构赋予聚合物超高强度

2DPA-1 是一种聚合物，一种包含各种塑料的物质。但是，所有其他聚合物都是在一维链上生长，在其末端加入新的分子，而2DPA-1则是在二维链上生长，形成一种叫做聚芳酰胺的片状结构。

Strano 说:“我们可以制造一个片状的分子平面，而不是一个形状与意大利面相似的分子。在这个片状分子平面上，我们可以让分子在二维链上相互连结。”

正是二维特性赋予 2DPA-1 强度，消除了其他塑料中聚合物链之间的间隙。

其屈服强度，也就是折断它所需要的力，是钢的两倍，而其密度仅为钢的六分之一，因此重量很轻。

研究人员还将它与防弹玻璃进行了比较，称这种材料弹性模量是防弹玻璃的 4 到 6 倍，弹性模量是指使其形状发生改变所需的力。

工程师们通过前所未有的聚合过程合成了 2DPA-1，这一过程会在适合的化学溶液中自然发生。他们在《自然》杂志上发表论文，公布了其研究成果。

不渗透性使该材料的用途更广

研究人员称，2DPA-1 最直接的商业用途是作为超薄防护涂层，可以应用于 汽车 、手机或其他物体，使其更加坚固耐用。

因为与其他类型的塑料相比，这种材料的分子结构密闭，不渗水、不透气，所以防止氧化、生锈或者腐烂的能力极强。

Strano 表示：“这种防护涂层可以用来保护 汽车 和其他交通工具的金属或钢结构。”

然而，2DPA-1 将来的应用还会得到进一步的拓展，因为片状分子理论上可以堆叠起来构成建筑材料，或者用作碳纤维等复合材料中的纳米管或者纳米纤维。

除了强韧，2DPA-1 还跟其他类型的塑料一样，具备一些有趣的特性，跟钢铁以及玻璃等材料相比，其重量更轻，生产耗能更少。

研究人员告诉 Dezeen，他们可以预见，2DPA-1 可能被用作建筑物的结构加固材料，或者用作分离膜。

该材料可以轻松大量生产

2DPA-1 另一个前景极佳的特点，是它可以轻松地进行大量生产。

这就意味着，与石墨烯等一些新近出现的神奇材料不同，2DPA-1 应该很容易在实验室之外进行大规模生产。

麻省理工学院的研究人员在烧杯中制造出 2DPA-1，但他们表示，要大量制造这种塑料，只需要增加原材料的数量。

与其他类型的塑料类似，2DPA-1 在室温下便可制造，因此无需大量的热能。

工程师们还推断，这种材料应该是可回收的。如果它被用作纤维，应该能够像凯夫拉纤维一样可以重纺或者化成浆状，而其他形态的2DPA-1 或许像尼龙一样，可以进行化学回收。

目前，79%的塑料被倾倒在垃圾填埋场，或者被丢弃在自然环境中，甚至需要数千年才能分解。

常青藤大学世界排名如下：

1哈佛大学，2耶鲁大学，3普林斯顿大学，4哥伦比亚大学，5宾夕法尼亚大学，6布朗大学，7康奈尔大学，8达特茅斯学院

常青藤学院早在1933年就已使用，但直到1954年NCAA一级运动会成立后才成为正式名称。除康奈尔大学外的所有常春藤大学均成立于殖民时期。

因此，它们占美国独立战争前特许的九所殖民学院中的七所。另外两所殖民学院，罗格斯大学和威廉玛丽学院，改为公共机构。常春藤盟校被视为世界上最负盛名的大学之一。所有八所大学都在2021年美国新闻与世界报道国家大学排名中名列前18名。

世界排名前10的大学有：

1、哈佛大学

哈佛大学，坐落于美国马萨诸塞州波士顿都市区剑桥市，是一所享誉世界的私立研究型大学，是著名的常春藤盟校成员。哈佛大学是美国本土历史最悠久的高等学府，哈佛大学尤其在文学、医学、法学、商学等多个领域拥有崇高的学术地位及广泛的影响力，被公认为是当今世界最顶尖的高等教育及研究机构之一。  早在2013年在《自然》杂志上发表高质量论文的贡献指数，就位列第一。

2、麻省理工学院

麻省理工学院（MIT），位于美国马萨诸塞州波士顿都市区剑桥市，主校区依查尔斯河而建，是世界著名私立研究型大学。麻省理工学院创立于1861年，早期侧重应用科学及工程学，麻省理工学院倚靠美国国防科技的研发需要而迅速崛起。麻省理工学院的研究人员对计算机、雷达以及惯性导航系统等科技发展作出了重要贡献。

3、斯坦福大学

斯坦福大学，位于美国加州旧金山湾区南部帕罗奥多市境内，是美国占地面积第六大的大学。斯坦福大学与旧金山北湾的加州大学伯克利分校共同构成了美国西部的学术中心，并负责运行管理SLAC国家加速器实验室、胡佛研究所等机构。

4、加州大学伯克利分校

加州大学伯克利分校，位于美国旧金山湾区伯克利市，是世界著名公立研究型大学、在学术界享有盛誉，是世界最顶尖公立大学之一。 早在1942年，美国教育委员会评定伯克利所拥有的美国顶尖院系数量跃升为全美第二，仅次于哈佛大学。

5、牛津大学

牛津大学位于英国牛津，是世界著名的公立研究型大学，采用书院联邦制。 牛津大学与剑桥大学并称“牛剑”，并且与剑桥大学、伦敦大学学院、帝国理工学院、伦敦政治经济学院同属“G5超级精英大学”。

6、哥伦比亚大学

哥伦比亚大学，是一所位于美国纽约曼哈顿的世界顶级私立研究型大学，为美国大学协会的十四所创始院校之一，常春藤盟校之一。哥伦比亚大学于1754年根据英国国王乔治二世颁布的《国王 *** 》而成立 。 哥大是美国历史最悠久的五所大学之一，哥伦比亚大学拥有世界一流的法学院、商学院、医学院、新闻学院、国际关系学院、工程学院等。

7、华盛顿大学

华盛顿大学，始建于1861年，位于美国西海岸华盛顿州西雅图市，是一所美国公立研究型大学，美国大学协会、环太平洋大学联盟和国际大学气候联盟成员。学校位列2021U.S. News世界大学排名第8名 ，2021泰晤士高等教育世界大学排名第29名，2020软科世界大学学术排名第16名 ，2022QS世界大学排名第85名 。

8、剑桥大学

剑桥大学，是一所世界著名的公立研究型大学，采用书院联邦制。 其与牛津大学、伦敦大学学院、帝国理工学院、伦敦政治经济学院同属“G5超级精英大学”。 剑桥大学是英语世界中第二古老的大学，前身是一个于1209年成立的学者协会。

9、加州理工学院

加州理工学院，位于美国加利福尼亚州洛杉矶东北郊的帕萨迪纳市，是世界著名私立研究型大学，是公认最为典型的精英学府之一。 加州理工学院在世界科技界久负盛名，其优势学科包括基础理科的物理学、化学、天文学和空间科学等。

10、约翰·斯霍普金斯大学

约翰·霍普金斯大学，是全美第一所研究型大学，也是世界一流的著名私立大学，属于全球顶级名校。该校主校区位于美国马里兰州巴尔的摩市，分校区位于美国首都华盛顿特区，距离白宫约一公里。