科学人物︱“碳科学界女王”、科学界女性第一人——米尔德里德•德雷斯尔豪斯

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“碳科学女王”，科学界女性第一人

材料科学家米尔德里德•德雷斯尔豪斯（Mildred S. Dresselhaus）为碳纳米技术奠定了基础。她开拓了研究仅一个原子厚度的材料的技术，并预测了纳米管的可能性和特性。从20世纪50年代开始，她探讨了原子组态如何控制物质传导热量和电力方式，以及如何操纵这些以及其他一些属性。她的工作对于开发锂电池、电子设备、可再生能源发电机等许多方面至关重要。鉴于她对宇宙第4大丰富元素的洞悉，她被冠以“碳科学界女王”绰号。

德雷斯尔豪斯于2017年2月20日辞世，她也将因其对科学从未黯淡的热情、为科学界和工程界中的女性扫除障碍所付出的努力而被世人铭记。有人热情地崇拜她。一项旨在提升女性在科学界地位的运动将德雷斯尔豪斯描述为万里挑一的杰出女性，说她配得上如摇滚明星般的名声。一位乐高人物（如图所示）就是为表示对她的崇敬而设计的。

米尔德里德•斯派沃克（Mildred Spiewak）1930年生于纽约的一个来自波兰的犹太移民家庭。正如她的学生和同事了解的那样，在经济大萧条时期，米莉（Millie，Mildred的昵称）成长于布朗克斯的一个艰苦地区。《国家地理》的往期回顾培养了她对科学的兴趣。早期的音乐天赋为她争取到了免费的小提琴课程，让她接触到了更加优秀的家庭，这些优秀家庭的成员使她确信了教育的重要性。在他们的鼓励下，她求取并获得了纽约市精英女子学校亨特学院附高的入学资格。后来，在亨特学院，她的老师医学物理学家罗莎琳•耶洛（Rosalyn Yalow，1977年诺贝尔生理或医学奖得主）劝她去研究所继续学习。

1953年，米莉在马萨诸塞州坎布里奇的拉德克利夫学院取得了硕士学位。这让她得以在哈佛大学上科学课，但她仍然要和男生分开考试。在伊利诺伊的芝加哥大学，她跟随核子物理的诺贝尔奖获得者恩里科•费米（Enrico Fermi）研究磁场中超导体的性能，并以此获得了博士学位。在实验中，她把本该用于核裂变的剩余设备改用为制造超导线和微波仪器。1958年，她遇到了物理学博士后吉恩•德雷斯尔豪斯（Gene Dresselhaus），并和他结婚。

1960年，在纽约伊萨卡的康奈尔大学毕业后，他们两人都得到了在麻省理工学院（MIT）林肯实验室的工作。德雷斯尔豪斯开始研究半金属的电子和光学性质，半金属是同时具有金属和非金属性质的物质，比如铋和石墨。

那时，材料科学是一个小众领域，德雷斯尔豪斯将这视为一种有利条件。她有了时间去抚养在1959至1964年间出生的4个孩子。1967年，她被邀请担任麻省理工学院的客座教授，数月后便获得了永久职位。在那里，她开始研究并创造一些材料，这些材料是由石墨与其他物质相间分布而成的原子厚度的薄片。石墨层间这一领域为锂离子电池和纳米碳化物奠定了基础。

德雷斯尔豪斯是首批使用激光研究石墨的磁性和光学性能的人，她注意到激光汽化能够让碳原子集群。这吸引了其他研究人员的关注，并导致碳簇的发现，其中60个原子的“巴基球”是最有名的例子。德雷斯尔豪斯提出，类似的原子也能够以圆柱的形式存在。当碳纳米管或“巴基管”真的在20世纪90年代早期生产出来时，她预测它们或是半导体的或是金属的，而这取决于基本的重复单元——碳原子的六边形——是如何定向的。

德雷斯尔豪斯还发现了如何通过调整诸如管直径等因素，以及通过与其他管的相互作用来操纵纳米管的属性。一般来说，她制定了碳基结构的材料设计原则。为此，她依靠基于单层碳的模型来研究，并将其与包含其他元素的层面进行比较。20世纪90年代，她开始设计可以发电的“热电”纳米材料，希望将废热转化为可用能源。

德雷斯尔豪斯是第一个成为麻省理工学院教授（1985年）并获得美国国家工程科学奖（1990年）的女性。为了能使物理学界更加欢迎女性科学家，她不知疲倦地努力工作。此外她还帮助创建了一个制度，这个制度使得女性物理学家可以访问校园并且与研究生、本科生接触交流。她还说服研究机构改善了女性的住宿环境，消除了入学过程中对女性的歧视。但在她的实验室内，科学才是首要的。1973年，我知道自己是第一个跟随她研究石墨层间的研究生，但直到2010年，我才知道自己是第一个跟着她做博士论文的女学生。

在麻省理工学院的50多年里，她指导了60多名博士生。她是一位热情且善于培养学生的导师。有天晚上，她在家里为我做晚饭，而我在一边弹钢琴，她的儿子们也一起弹奏弦乐器。之后她开车把我送回了宿舍。

直到去世前两周被送至医院，米莉都坚持每天拉小提琴、去实验室。2016年6月，她以85岁高龄参加了宾夕法尼亚州立学院的国际碳会议。尽管她拥有丰富的知识和荣誉退休地位，但几乎在每一场讲话中，她都手写了详细而整齐的笔记。

原文作者钟端玲（D.D.L.Chung）是纽约州立大学布法罗分校机械航空学院教授。