石墨烯不僅是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅(jiān)硬；作為單質(zhì)，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導(dǎo)體都快。

石墨烯出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中是在2004年，當(dāng)時(shí)，英國的兩位科學(xué)家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃塞洛夫發(fā)現(xiàn)他們能用一種非常簡(jiǎn)單的方法得到越來越薄的石墨薄片。他們從石墨中剝離出石墨片，然后將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，最后，他們得到了僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片，這就是石墨烯。這以后，制備石墨烯的新方法層出不窮，經(jīng)過5年的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，將石墨烯帶入工業(yè)化生產(chǎn)的領(lǐng)域已為時(shí)不遠(yuǎn)了。

　　石墨烯的出現(xiàn)在科學(xué)界激起了巨大的波瀾，人們發(fā)現(xiàn)，石墨烯具有非同尋常的導(dǎo)電性能、超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度和極好的透光性，它的出現(xiàn)有望在現(xiàn)代電子科技領(lǐng)域引發(fā)一輪革命。在石墨烯中，電子能夠極為高效地遷移，而傳統(tǒng)的半導(dǎo)體和導(dǎo)體，例如銅和硅遠(yuǎn)沒有石墨烯表現(xiàn)得好。由于電子和原子的碰撞，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體和導(dǎo)體用熱的形式釋放了一些能量，目前一般的電腦芯片以這種方式浪費(fèi)了70％-80％的電能，石墨烯則不同，它的電子能量不會(huì)被損耗，這使它具有了非同尋常的優(yōu)良特性。

石墨烯特性：

石墨烯是一種二維晶體，最大的特性是其中電子的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了光速的1/300，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度。這使得石墨烯中的電子，或更準(zhǔn)確地，應(yīng)稱為“載荷子”(electriccharge carrier)，的性質(zhì)和相對(duì)論性的中微子非常相似。

　　石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質(zhì)，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。其完美的晶格結(jié)構(gòu)，常被誤認(rèn)為很僵硬，但事實(shí)并非如此。石墨烯各個(gè)碳原子間的連接非常柔韌，當(dāng)施加外部機(jī)械力時(shí)，碳原子面就彎曲變形。這樣，碳原子就不需要重新排列來適應(yīng)外力，這也就保證了石墨烯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，使得石墨烯比金剛石還堅(jiān)硬，同時(shí)可以像拉橡膠一樣進(jìn)行拉伸。這種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)還使石墨烯具有優(yōu)秀的導(dǎo)電性。石墨烯中的電子在軌道中移動(dòng)時(shí)，不會(huì)因晶格缺陷或引入外來原子而發(fā)生散射。由于其原子間作用力非常強(qiáng)，在常溫下，即使周圍碳原子發(fā)生擠撞，石墨烯中的電子受到的干擾也非常小。

基于它的化學(xué)結(jié)構(gòu)，石墨烯具有許多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，如高比表面積、高導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度高、易于修飾及大規(guī)模生產(chǎn)等。

石墨烯用途：

1、制造下一代超級(jí)計(jì)算機(jī)。石墨烯是目前已知導(dǎo)電性能最好的材料，這種特性尤其適合于高頻電路，石墨烯將是硅的替代品，可用來生產(chǎn)未來的超級(jí)計(jì)算機(jī)，使電腦運(yùn)行速度更快、能耗降低。

2、制造“太空電梯”的纜線。科學(xué)家幻想將來太空衛(wèi)星要用纜線與地面聯(lián)接起來，那時(shí)衛(wèi)星就成了有線的風(fēng)箏，科學(xué)家現(xiàn)在終于找到了可以制造這種太空纜線的特殊材料，這就是石墨烯。

3、可作為液晶顯示材料。石墨烯是一種“透明”的導(dǎo)體，可以用來替代現(xiàn)在的液晶顯示材料，用于生產(chǎn)下一代電腦、電視、手機(jī)的顯示屏。

4、制造新一代太陽能電池。石墨烯透明導(dǎo)電膜對(duì)于包括中遠(yuǎn)紅外線在內(nèi)的所有紅外線的高透明性，是轉(zhuǎn)換效率非常高的新一代太陽能電池最理想材料。

5、制造光子傳感器。去年10月，IBM的一個(gè)研究小組首次展示了他們研制的石墨烯光電探測(cè)器。

6、制造醫(yī)用消毒品和食品包裝。中國科研人員發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的細(xì)胞在石墨烯上無法生長(zhǎng)，而人類細(xì)胞卻不會(huì)受損。利用石墨烯的這一特性可以制作繃帶，食品包裝，也可生產(chǎn)抗菌服裝、床上用品等。

7、創(chuàng)制“新型超強(qiáng)材料”。石墨烯與塑料復(fù)合，可以憑借韌性，兼具超薄、超柔和超輕特性，是下一代新型塑料。

8、石墨烯適合制作透明觸摸屏、透光板。

9、制造晶體管集成電路。石墨烯可取代硅成為下一代超高頻率晶體管的基礎(chǔ)材料，而廣泛應(yīng)用于高性能集成電路和新型納米電子器件中。

10、制造出紙片般薄的超輕型飛機(jī)材料、制造出超堅(jiān)韌的防彈衣，具有軍事用途。

標(biāo)簽：石墨用途