新材料家族裡的「高帥富」石墨烯，有什麼獨特之處？

撰文／劉霞

本文節選自《知識就是力量》雜誌

出門前用5秒鐘給手機充滿電，一次充電就可以用半個月，這聽起來是不是很炫很酷？超薄超輕型飛機、超薄可摺疊手機、超級鋰電池、太空電梯等，是不是更讓你驚掉下巴？

其實，這並非科幻小說中的場景，而是可以實現的， 「幕後功臣」就是現在聲名煊赫的石墨烯，它被譽為 「21世紀的神奇材料」 。那麼，石墨烯究竟是什麼？有什麼獨特之處？

石墨烯為「何方神聖」

石墨烯結構一直被認為是理論模型，難以單獨穩定存在，直到2004年英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫通過簡單的「機械剝離法」，利用「膠帶」從石墨表面「撕」出了單層的碳材料——石墨烯，證實了它可以單獨存在。這兩位科學家也因「在二維石墨烯材料的開創性實驗」，摘得了2010年諾貝爾物理學獎的桂冠。

石墨烯是單原子層的二維晶體材料，是人們發現的第一種由單層原子構成的材料，也是結構最為簡單的碳材料。鉛筆里用的石墨可以看作由石墨烯層層堆疊而成，因此，石墨烯也被視作「單層石墨」。

石墨烯的特點和應用

石墨烯是目前已知的世界上最薄、 最強、 導熱性最好且擁有強大柔韌性的納米材料：它可以薄到只有一個碳原子的厚度，1毫米厚的石墨薄片能剝離出300萬片石墨烯；它的強度比鋼還要高100倍；它也有優異的導電性；還具有在可見光下透明但不透氣等特殊的性質。

由於身懷諸多「絕技」，「出世」僅10多年的石墨烯已引無數科學家競折腰，不愧為新材料家族的「高帥富」。

它可用來製造透明觸摸屏、超靈敏的感測器、電池、發光二極體（LED）等；還可用來製造防彈衣、航空航天材料；並有可能成為硅的替代品，在半導體領域「大顯身手」。

21世紀的神奇材料 「石墨烯」，承載了人們對未來生活的諸多美好想像。未來10年這些想像可能就會變成現實，讓我們拭目以待吧！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！