X-01脑域开发药剂的使用,比云衍想象的要谨慎得多。
他选择了周六的清晨。前一晚特意早早休息,精神力恢复到满值的20点。父母和妹妹都还在睡梦中,房间里只有窗外渐亮的晨光。
云衍取出那支淡金色的玻璃管。液体在微光中流转,仿佛有生命一般。他按照系统提示,用附带的注射笔将药剂注入上臂——冰凉的刺痛感,随即化为一股暖流。
起初没什么特别的感觉。他照常起床洗漱,准备晨跑。但当他在操场跑完第一圈时,异样出现了。
世界变得……清晰。
不是视觉上的清晰,而是认知上的。跑道旁梧桐树叶的脉络,在他眼中呈现出分形几何的完美结构;远处教学楼窗户反射的阳光,他几乎能瞬间计算出入射角和反射角;自己的呼吸节奏、心跳频率、肌肉收缩的力度,全部变成了可量化的数据流涌入脑海。
更不可思议的是思维速度。当他思考“今天要复习什么”时,脑海中瞬间浮现出完整的计划表:物理竞赛真题第三套、化学实验报告、英语完形填空专项训练……甚至自动评估了每项任务所需时间,按优先级排序。
“这就是脑域开发的感觉吗……”云衍喃喃自语,声音里带着震撼。
晨跑结束回到家,他尝试翻开物理竞赛真题。曾经需要仔细琢磨的难题,现在几乎一眼就能看出关键所在。微积分运算在脑中自动完成,复杂的矢量分析变得像小学算术一样直观。
【检测到宿主脑域开发度提升:当前约12.1%(+0.3%)】
【提示:开发效果需24-72小时完全稳定,期间可能出现信息过载、感官敏感等适应性症状】
0.3%!云衍心中震动。系统说明是“0.01%-0.1%”,他却达到了上限的三倍。是因为重生者的特殊脑结构,还是系统计算有误?
但时间不允许他细想。今天是市物理竞赛的初赛日。
上午八点,师大附中门口已经聚集了上百名学生。云衍和陈浩约好在这里碰头,司徒瑶也来了——她参加的是化学竞赛,考点在同一所学校。
“云衍!这边!”陈浩挥手,脸上带着明显的紧张,“我昨晚都没睡好,满脑子都是麦克斯韦方程组。”
“放松点。”云衍拍拍他的肩,“就当平时做题。”
“说得轻松。”陈浩嘟囔,“你模拟考物理98分,我才92……”
司徒瑶递给云衍一个纸袋:“我妈做的三明治,给你当午饭。加油!”
“谢谢。”云衍接过,能感受到周围同学投来的羡慕目光。
铃声响起,考生入场。
考场设在附中的实验楼,环境比云衍学校的教室好得多。每人一张独立实验桌,除了纸笔,还配备了计算器、直尺、圆规等工具。云衍找到自己的座位:第三排靠窗。
监考老师是两个中年男教师,表情严肃。试卷发下来,一共八页。
云衍深吸一口气,开始审题。
然后,他愣住了。
不是因为题目难——恰恰相反,这些题在他看来,简单得有些过分。
选择题考察基础概念,填空题涉及常规计算,实验题是标准流程……唯一有点挑战的,是最后两道综合大题。一道是电磁场与相对论结合的题目,一道是量子力学的初步概念题。
但对现在的云衍来说,这两题也只用了十分钟。
他用了四十分钟做完所有题目,又花了二十分钟检查。确认无误后,抬头看钟:开考一小时。
按规定,至少要一小时后才能交卷。他索性在草稿纸上推演起石墨烯的电子能带结构——这是司徒明昨天提出的问题,他们实验获得了单层石墨烯的拉曼证据,但电学性质还没测。
当云衍在草稿纸上写下“狄拉克锥”和“零带隙半导体”时,监考老师走了过来。
“同学,不要做与考试无关的事。”老师压低声音提醒。
“我在检查。”云衍平静地说,把草稿纸翻到背面,假装检查试卷。
老师狐疑地看了他一眼,走开了。
终于,交卷时间到。云衍第一个交卷,走出考场时,外面空无一人——他是唯一提前交卷的。
“云衍?”走廊尽头,周老师惊讶地看着他,“你怎么出来了?题目太难?”
“做完了。”
周老师皱眉:“还有四十分钟,应该好好检查。竞赛题很多陷阱……”
“我检查过了,周老师。”云衍说,“应该没什么问题。”
周老师还想说什么,但看着云衍平静的眼神,话到嘴边又咽了回去。这孩子给他的感觉,和上次培训时又不一样了——更沉稳,更深邃。
“那先休息吧。下午实验操作考试,两点开始。”
“好的。”
云衍找了个树荫下的长椅坐下,拿出司徒瑶给的三明治。火腿蛋加生菜,很简单的搭配,但味道很好。他一边吃,一边在脑中复盘早上的考试。
题目难度中等,按他的判断,90分以上应该就能进复赛。问题不大。
关键在下午的实验操作。根据往年经验,实验占40%的分数,而且评分主观性较强。他需要确保每个步骤都规范、准确。
午休时间,其他考生陆续交卷出来。陈浩哭丧着脸:“完了完了,最后那道量子题完全不会!什么‘波函数坍缩’,书上都没讲过!”
“那是拓展内容,一般在附录里。”云衍说。
“你还真看了附录?”陈浩瞪大眼睛,“那本书厚得跟砖头一样!”
“随便翻翻。”
其他学生也在议论:
“太难了吧,我至少五道题不会。”
“实验题那个光路图,我画错了……”
“听说这次进复赛只要前三十名,我感觉没戏了。”
下午一点五十,实验考场。
这次是分组进行,每组四人,共用一套实验器材。云衍被分到第三组,同组的有陈浩、还有一个附中的女生、一个实验中学的男生。
实验题目公布:测量普朗克常数。
这是近代物理的经典实验,利用光电效应,测量不同频率光照射下光电子的最大初动能,通过截止电压与频率的线性关系计算普朗克常数。
“器材清单:汞灯光源、滤光片组、光电管、微电流放大器、电压表、滑动变阻器、直流电源。”监考老师宣布,“时间两小时,现在开始。”
四人面面相觑。附中女生先开口:“我是附中实验班的张悦,我负责电路连接吧,这个我熟。”
实验中学的男生推推眼镜:“我叫赵志远,负责数据记录。”
陈浩看向云衍:“那我干什么?”
云衍扫了一眼实验台:“张悦接线,赵志远记录,陈浩你调节光源和滤光片。我负责整体协调和计算。”
分工明确,效率很高。张悦确实专业,三分钟就接好了光电效应实验电路。陈浩小心地调节汞灯光源,通过不同颜色的滤光片得到单色光。
云衍的操作更让同组人惊讶。他调节电压时,手极稳,每次调整都精确到0.01伏特;读取微电流放大器示数时,眼睛几乎一眨不眨,报出的数据让赵志远都来不及记。
更不可思议的是误差控制。当张悦说“电压调到-1.5伏”时,云衍直接说:“调到-1.483伏,理论截止电压应该是这个值,我们验证一下。”
“你怎么知道?”张悦惊讶。
“根据汞灯的特征谱线和光电管材料功函数估算的。”云衍说得轻描淡写。
实验顺利进行。他们测量了五种单色光的截止电压,数据非常漂亮——几乎在一条直线上。
“现在用最小二乘法拟合。”云逸说,拿起草稿纸开始计算。
其他三人还没反应过来,他已经写出了结果:“斜率h/e=4.14×10^(-15) V·s,乘以电子电荷量e=1.6×10^(-19) C,得到普朗克常数h=6.62×10^(-34) J·s。标准值是6.63×10^(-34),误差0.15%,在允许范围内。”
整个过程,不超过五分钟。
监考老师正好巡视到他们组,听到云衍报出的数据和计算过程,脚步停住了。
“同学,你用什么方法算的?”
“最小二乘法线性拟合。”云衍把草稿纸递过去,“数据点几乎完全在直线上,所以误差很小。”
老师仔细看了计算过程,又核对了实验记录,点点头:“很好。你们组可以提前结束了。”
其他组还在手忙脚乱地接线、调电压、读数,第三组已经完成了所有操作和数据处理。四人走出考场时,距离结束还有四十分钟。
“云衍,你也太神了吧!”陈浩兴奋地说,“我都不知道你在算什么,反正跟着你做就对了。”
张悦也佩服:“你的实验操作比我们老师还规范。”
赵志远推推眼镜:“计算速度……简直像计算机。”
云衍笑笑:“熟能生巧罢了。”
他心里清楚,这不仅是熟练度的问题。脑域开发后,他对数字的敏感度、对物理图像的直觉、对实验操作的精准控制,都提升到了一个全新的层次。刚才那个实验,他甚至在调节电压时,能“感觉”到光电子从金属表面逸出的过程——那是一种难以言喻的微观直觉。
初赛结果要一周后才公布。但云衍已经知道,自己稳进复赛。
周末,司徒明实验室。
这次气氛有些不一样。司徒明没有像往常一样直接开始实验,而是把云衍和司徒瑶叫到办公室,关上了门。
“拉曼光谱的结果出来了。”他拿出一沓打印纸,神情严肃,“我找省城大学的同行做了更精确的测试。你们猜怎么着?”
两人屏住呼吸。
“那片样品,确实是单层石墨烯。”司徒明一字一句地说,“2D峰是完美的单峰,强度比G峰大三倍,半高宽只有24 cm⁻¹——这都是单层石墨烯的典型特征。而且,我们还做了原子力显微镜测试,厚度0.34纳米,正好是单层碳原子的厚度。”
实验室里安静得能听见心跳声。
“爸……你是说,我们真的做出来了?”司徒瑶声音发颤。
“做出来了。”司徒明深吸一口气,“虽然只有几个微米大的小片,但确实是人类第一次用机械剥离法获得单层石墨烯。更关键的是——”他看向云衍,“你当初预测的那些性质,我们做了初步测试。”
他打开投影仪,屏幕上出现几组数据曲线。
“电学测试显示,这片石墨烯的电阻率极低,室温下只有10^(-6) Ω·cm量级,比铜还好。光学透过率测试,单层石墨烯对可见光的吸收只有2.3%,几乎完全透明。还有热导率……因为样品太小测不准,但理论预测会超过所有已知材料。”
司徒明关掉投影,看着两个年轻人:“孩子们,你们知道这意味着什么吗?”
云衍当然知道。但他还是摇摇头,让司徒明说。
“这意味着,我们发现了一种可能改变世界的新材料。”司徒明眼睛发亮,“透明导电膜、超强复合材料、高频晶体管、量子器件……应用前景不可估量。更重要的是,这种材料的制备方法,简单到不可思议——用胶带就能撕出来!”
“所以,我们要发表论文吗?”司徒瑶问。
“当然要发,但不是现在。”司徒明说,“现在发表,最多只能发个快报,影响力有限。我们要做更系统的研究:不同层数的性质对比、掺杂改性的效果、大面积制备的尝试……至少要攒够三篇有分量的文章,一起投出去。”
他顿了顿,补充道:“而且,这种重大发现,必须优先考虑国内期刊。我打算先投《中国科学》,如果被接收,再考虑翻译成英文投《自然》或《科学》。”
云衍心中赞同。司徒明有家国情怀,这和他不谋而合。
“但是叔叔,”云衍提出一个关键问题,“这种简单的制备方法,一旦公开,全世界实验室都能重复。如果我们不尽快申请专利……”
司徒明笑了:“这个问题我想过了。制备方法本身太简单,很难申请工艺专利。但我们可以申请应用专利——比如,石墨烯透明导电膜的制备方法、石墨烯增强复合材料的配方、石墨烯晶体管的器件结构等等。这些才是真正有价值的东西。”
他看向云衍:“你对应用方向有什么想法?”
这正是云衍等待的机会。他整理了一下思路,缓缓开口:
“我觉得可以分几个方向。第一,透明导电膜。现在的ITO(氧化铟锡)价格贵、易碎、而且铟资源稀缺。石墨烯如果能做成大面积薄膜,可能是完美的替代品,用在触摸屏、太阳能电池、液晶显示器上。”
“第二,复合材料。把石墨烯加入塑料、橡胶、金属,可以大幅提升强度、硬度、导热性。比如航空航天材料、汽车轻量化、运动器材。”
“第三,能源领域。石墨烯的超高比表面积和导电性,非常适合做超级电容器的电极材料,储电密度可能是现在技术的十倍以上。”
“第四,电子器件。石墨烯的电子迁移率极高,可能做出比硅快百倍的晶体管。不过这个方向技术门槛高,需要更深入的研究。”
每说一个方向,司徒明的眼睛就更亮一分。等云衍说完,他长叹一声:“云衍,你这些想法……简直像在行业里浸淫了十几年的专家。有些方向,连我都没想这么深。”
“都是看书瞎想的。”云衍谦虚。
“不,这是天赋。”司徒明认真地说,“你对技术趋势的把握,对应用场景的洞察,远超你这个年纪该有的水平。云衍,你将来如果走科研这条路,成就不可限量。”
这话说得很重。司徒瑶看着云衍,眼中满是崇拜。
“不过,”司徒明话锋一转,“我们现在人手有限,设备也有限。只能选一两个方向先做起来。你们觉得从哪个开始?”
云衍想了想:“我觉得,从透明导电膜开始最合适。第一,这个应用市场需求大,产业化前景最清晰;第二,技术难度相对较低,我们现有的设备基本够用;第三,如果能做出来,对国家的显示产业、光伏产业都有战略意义。”
“同意。”司徒明拍板,“那我们就从这个方向突破。第一步,解决大面积制备问题。胶带剥离法只能获得微米级小片,要做成薄膜,需要新方法。”
“化学气相沉积(CVD)。”云衍脱口而出。
司徒明一愣:“CVD?在铜箔上生长石墨烯?这个想法……理论上可行,但国际上还没人做成功过。”
“可以试试。”云衍说,“我记得有文献报道过,碳氢化合物在过渡金属表面催化裂解,可以形成石墨烯。铜的催化活性适中,而且价格便宜。”
这又是超前的知识。石墨烯的CVD制备法,要到2009年才由美国哥伦比亚大学的研究组首次实现。但原理在1998年已经具备——只是没人想到去试。
司徒明沉思良久,终于点头:“实验室有一台老式的管式炉,可以改装成CVD系统。但需要买些配件:铜箔、甲烷气源、真空泵……经费大概需要两万。”
两万,对1998年的实验室来说不是小数目。
“经费我想办法。”司徒明说,“你们先把实验方案设计出来。云衍,这个任务交给你,一周时间,写一份详细的CVD制备石墨烯薄膜的技术方案。”
“没问题。”云衍接下任务。这正是他擅长的。