石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。1毫米厚的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹可能就是几层石墨烯。

石墨烯是一种由碳原子组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。人们很早就发现了石墨，但直到2004年才发现石墨烯。这是因为，早在70多年前，理论研究就表明，完美的二维结构晶体无法在非绝对零度的环境中稳定存在。2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用一种非常简单的实验方法突破了科学家们的理论认知。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断这样操作，薄片越来越薄，最后得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。

石墨烯号称“新材料之王”，它是最薄的材料，因为它只有一个原子层的厚度，但它是已知强度最高的材料之一，理论上它的强度比钢还要强200倍。同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，又具备超强的导热性和导电性，这让它的应用前景十分广阔。

从目前看，石墨烯已经在航空航天、新能源以及民生领域如电加热、大健康等逐步开始应用并日趋成熟；石墨烯可以做触摸屏，因为它是透明导电薄膜；也可能用做超快集成电路，因为石墨烯里的电子迁移速度非常快，在室温下的电子迁移率超过了硅材料的10倍；它是轻质高强材料，在航空航天领域有非常重要的应用前景；它的电磁屏蔽性质，也可以利用来做隐型飞机、隐身材料;石墨烯还适合用来制造透明触控屏幕、发光板、太阳能电池板等产品。从未来看，石墨烯将在电子信息、新能源、航空航天、柔性电子及储能、海洋工程防腐等领域进一步发挥重大作用……

石墨烯有三种不同的形态：一种是粉体，一种是薄膜，还有一种是纤维。材料形态不同，用途也不一样。

随着石墨烯材料研发的进展，人们也在寻找各种各样的办法去做出特殊的石墨烯材料。这些新材料的出现都会进一步加速石墨烯的实用化进程。不能只关注现在，也要布局未来。”刘忠范表示，石墨烯作为战略新兴材料的特殊地位，值得高度重视。

作者：人民政协网

出品：中国科协科普部

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来源: 星空计划

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