石墨烯，被譽為最接近《三體》“二向箔”的神秘物質，也被預言是能改變２１世紀的“神奇材料”。石墨烯價值比黃金還珍貴，究竟神奇在何處呢？

石墨烯和石墨二氧化碳、鑽石一樣，都是由碳元素構成，但是它們的結構式卻是千差萬别，也造成了性質與功能的不同。

／石墨烯的結構／

石墨烯是從天然石墨材料中剝離出來單純由碳原子組成的隻有一層原子厚度的二維晶體。完全由碳原子組成，1毫米的石墨含有大約300萬層的石墨烯。

可以這麼說，石墨烯由碳原子組成的平面薄膜，厚度是頭發絲的20萬分之一，它的強度是鋼的200倍，但比鋼輕六倍。它幾乎完全透明，因為它隻吸收2%的光。它對氣體是不滲透的，即使是像氫或氦那樣輕的氣體，如果還不夠的話，化學成分可以被添加到它的表面來改變它的性質。

／石墨烯的發現／

長期以來，人們對二維結構的晶體了解不多。二維晶體以平面形式存在，猶如将三維晶體減薄至一個原子層厚。傳統理論認為，準二維晶體結構因其熱力學不穩定性在自然界中根本不可能找到。直到2004年，安德烈˙海姆與其同事康斯坦丁˙諾沃肖洛夫首次從高定向熱解石墨上成功分離出單層石墨片——石墨烯，用事實證明二維材料可在常溫常壓下穩定存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

他們從石墨中剝離出石墨片，然後将薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷地這樣操作，于是薄片越來越薄，最後，他們得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯。這以後，制造石墨烯的新方法層出不窮。

2018年3月31日，中國首條全自動量産石墨烯有機太陽能光電子器件生産線在山東菏澤啟動，該項目主要生産可在弱光下發電的石墨烯有機太陽能電池(下稱石墨烯OPV)，破解了應用局限、對角度敏感、不易造型這三大太陽能發電難題。

2018年6月27日，中國石墨烯産業技術創新戰略聯盟發布标準——《含有石墨烯材料的産品命名指南》。這項标準規定了石墨烯材料相關新産品的命名方法。

／石墨烯的好處／

導電性好：石墨烯同金屬一樣屬于優秀的導電體，而不像其它碳材料那樣為半導體。石墨烯的電阻率隻有約10-6Ω·cm，比金屬銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。

高導熱性：石墨烯的導熱系數高達5300W/m·K，高于碳納米管和金剛石，是一種新型高導熱材料。

導電奇快：石墨烯作為單質，在室溫下傳遞電子的速度比已知任何導體都快。其中電子的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。

石墨烯最有潛力的應用是成為矽的替代品制造超微型晶體管，用來生産未來的超級計算機，用石墨烯取代矽計算機處理器的運行速度将會快數百倍。

阻隔性高：雖然石墨烯已薄到極緻，但其分子排列非常緊密，即使原子尺寸最小的氦也無法穿透它，因而具有很好的阻隔性能。

超薄性能：石墨烯是至今發現的厚度最薄的材料，薄是因為石墨烯是由碳原子構成的二維晶體，厚度隻有一個原子。石墨烯不僅是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬。

磁性極強：石墨烯有強大的磁場力，通過将片狀石墨烯變形為“納米泡泡”，科學家通過觀測電子的行為估算出它們在其中受到300特斯拉的磁場力，而這之前的所有試驗最高測到的是85特斯拉。這一發現有助于了解石墨烯的光電磁性質。

強度甚高：石墨烯完美的晶格結構，堪稱是人類已知強度最高的物質，具有超出鋼鐵數十倍的強度。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。

高熱穩定：石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質，結構非常穩定，熱穩定性很好。

完全透明：石墨烯幾乎是完全透明的，隻吸收2.3%的光，具有極好的透光性。這些特征使得它非常适合作為透明電子産品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發光闆和太陽能電池闆等等。

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