石墨烯被證實(shí)是世界上已經(jīng)發(fā)現的最薄、最堅硬的物質(zhì)。美國哥倫比亞大學(xué)兩名華裔科學(xué)家最近發(fā)現，鉛筆石墨中一種叫做石墨烯的二維碳原子晶體，竟然比鉆石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。其厚度只有0.335納米，把20萬(wàn)片薄膜疊加到一起，也只有一根頭發(fā)絲那么厚。單層石墨烯幾乎透明，其分子排列緊密，即使原子尺寸最小的氦也不能通過(guò)。美國機械工程師杰弗雷·基薩教授用一種形象的方法解釋了石墨烯的強度：如果將一張和食品保鮮膜一樣薄的石墨烯薄片覆蓋在一只杯子上，然后試圖用一支鉛筆戳穿它，那么需要一頭大象站在鉛筆上，才能戳穿只有保鮮膜厚度的石墨烯薄層。
石墨是一類(lèi)層狀的材料，它是由一層又一層的二維平面碳原子網(wǎng)絡(luò )有序堆疊而形成的。由于層間的作用力較弱，因此石墨層間很容易互相剝離，形成薄的石墨片，這也正是鉛筆能在紙上留下痕跡的原因。這樣的剝離存在一個(gè)最小的極限，那就是單層的剝離，即形成厚度只有一個(gè)碳原子的單層石墨，這就是石墨烯。
◆石墨烯應用前景
1、“太空電梯”纜線(xiàn)：據科學(xué)家稱(chēng)，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪稱(chēng)是人類(lèi)已知的強度最高的物質(zhì)，它將擁有眾多令人神往的發(fā)展前景。它不僅可以開(kāi)發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機材料、可以制造出超堅韌的防彈衣，甚至還為“太空電梯”纜線(xiàn)的制造打開(kāi)了一扇“阿里巴巴”之門(mén)。[無(wú)柳先生/收集]美國研究人員稱(chēng)，“太空電梯”的最大障礙之一，就是如何制造出一根從地面連向太空衛星、長(cháng)達23000英里并且足夠強韌的纜線(xiàn)，美國科學(xué)家證實(shí)，地球上強度最高的物質(zhì)“石墨烯”完全適合用來(lái)制造太空電梯纜線(xiàn)！人類(lèi)通過(guò)“太空電梯”進(jìn)入太空，所花的成本將比通過(guò)火箭升入太空便宜很多。為了激勵科學(xué)家發(fā)明出制造太空電梯纜線(xiàn)的堅韌材料，美國NASA此前還發(fā)出了400萬(wàn)美元的懸賞。
2、代替硅生產(chǎn)超級計算機：科學(xué)家發(fā)現，石墨烯還是目前已知導電性能最出色的材料。石墨烯的這種特性尤其適合于高頻電路。高頻電路是現代電子工業(yè)的領(lǐng)頭羊，一些電子設備，例如手機，由于工程師們正在設法將越來(lái)越多的信息填充在信號中，它們被要求使用越來(lái)越高的頻率，然而手機的工作頻率越高，熱量也越高，于是，高頻的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出現，高頻提升的發(fā)展前景似乎變得無(wú)限廣闊了。這使它在微電子領(lǐng)域也具有巨大的應用潛力。[無(wú)柳先生/收集]研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品，能用來(lái)生產(chǎn)未來(lái)的超級計算機。