新材料之王：石墨烯

石墨烯，实际就是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。铅笔芯用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起。听起来稀松平常的石墨烯，却有诸多独一无二的特性。通俗来说，目前自然界中，这东西最薄、最结实，导电性极好，在工业领域中几乎无所不能。

它是全能王

石墨烯有多薄？它的厚度仅为普通纸张的十万分之一。石墨烯的发现者、2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈·海姆这样描述石墨烯：可以被无限拉伸，弯曲到很大角度不斷裂，可以抵抗很高的压力，同时还有着非同寻常的导热性和导电性。

“石墨烯电阻率极低，电子能在其中极为高效地移动，这使得石墨烯有非常好的导电性。”中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明说，如果将石墨烯与电子元件、电子设备进一步结合使用，可以增强储电设备的储电率，提高储电性能。

虽然只有一个原子的厚度，但石墨烯却是非常强韧的材料。通俗地讲，它强过钻石，“秒杀”钢铁。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一个平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克，可以承受1公斤的重物。

石墨烯还具有“针插不进、水泼不进”的零渗透特性。如果给船体涂上石墨烯涂层，就好像穿上防腐“铠甲”；如果发生化学品火灾，一张石墨烯薄膜可以把火灭掉。

石墨烯的惊奇之处还远不止此。1克重的石墨烯展开后面积为2630平方米！这么大的比表面积（1克固体拥有的总表面积），如果让它拥有超强的吸附性便可以用于海水淡化、污水处理等领域。

为了研究石墨烯，科学家们历经艰辛。当初在实验室获得的石墨烯片价值超过最珍贵的钻石。曾经100平方纳米的石墨烯，就要几千欧元，肉眼都看不见。不过经过不断探索，制备石墨烯的新方法层出不穷，工业化生产石墨烯已经成功。

接轨生活，希望无限

随着科研发展，目前，石墨烯系列产品开始走入百姓生活。石墨烯理疗、保暖产品、led用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料等20余种石墨烯产品都已面世。

据了解利用石墨烯特性研发的新型防弹衣，防弹插板只需17毫米就能达到甚至超过传统产品的防弹效果，重量还可减轻20%。

利用石墨烯良好的导电性、散热性和材质坚固性，国内已经研发了石墨烯导静电轮胎，可用于特种车辆和装有易燃易爆等危险品的车辆。导静电轮胎可以避免普通轮胎与地面摩擦产生的静电，从而避免装有易爆品等危险品的车辆发生爆炸。

在石墨烯的诸多应用中，最受普通大众关注和期待的，是它改变手机等电子设备产品功能的可能性。

智能手机刚出现的时候，长时间通话、玩游戏，手机就会发烫。如今这一问题基本解决——因为石墨烯材料极好的导热性得到了应用。近年来生产出石墨烯导热材料的迅速被应用在智能手机上，成为小米等手机的大客户。

值得一提的是，中国科学院重庆绿色智能技术研究院已成功制备出国内首片15英寸单层石墨烯触摸屏，并正在开发系列基于石墨烯的柔性传感器件。今后手机、电脑的显示屏将超薄、超轻，可弯曲。

石墨烯另一个备受期待的贡献就是改进锂电池性能。在锂电池中加入石墨烯复合导电粉末，充电更快、容量更大、寿命更长。这有望让手机“秒冲”、电动汽车告别几小时充电成为现实。

未来，石墨烯将在航空航天、武器装备、重大基础设施，以及新能源、新能源汽车、节能环保、电子信息等领域有广泛应用。而石墨烯薄膜、石墨烯功能纤维的穿戴产品的开发，也让这一新材料更好地服务民生。（编辑/有庆）