石墨烯: 身材轻薄强度高 新型材料应用广

据《人民日报》报道，今年5月，我国成功研发了全球首款石墨烯电子纸。近年来，作为“材料界的新贵”，石墨烯已在全球范围内掀起研究热潮，至今仍牢牢占据着公众的视野。

石墨烯的产生

2004年，英国曼彻斯特大学的两位物理学家——安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫将石墨烯从石墨中成功分离了出来。为此，他们在2010年被授予诺贝尔物理学奖。

石墨烯的化学结构与性能

石墨烯结构示意图（图片来源：科技日报）

众所周知，所有的物质都是由一种或者几种元素组成的。当同种原子以不同方式排列时，就会组成不同的物质，我们称这种物质为“同素异形体”。碳元素可以组成许多不同的物质，如金刚石、石墨、足球烯等。石墨烯由大量碳原子组成，这些碳原子形成多个六边形结构，其形状与蜂房相似。

石墨烯的性能极为优异，是目前自然界中最薄、强度最高的材料，由于其价格高昂，因此得名“黑金”。此外，石墨烯具有超强的导电性和导热性，其结构也十分稳定，这种优势使得它被广泛应用于微电子器件的制造。

石墨烯的应用

目前，石墨烯已应用于多个领域，如超级电容器、透明电极、锂离子电池、传感器、功能涂料等的制造。

（1）石墨烯在超级电容器中的应用。据新华每日电讯消息，2015年10月，由我国自主研制的新一代大功率石墨烯超级电容在中国中车株洲电力机车有限公司问世，其性能指标居世界领先水平。

（2）石墨烯在电极材料中的应用。据新华网报道，2015年12月，中科院上海硅酸盐所研制出一种高性能电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。该材料具有极佳的电化学储能特性，可用作电动车的“超强电池”，充电只需7秒钟，即可续航35公里。

（3）石墨烯在纳米电子器件领域的应用。《科技日报》2016年5月报道，瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员研制出一种石墨烯薄膜，能够高效地对过热的电子器件进行冷却。

近年来，以石墨烯为代表的新型材料日益受到国家的重视。据中国经济网报道，我国天然石墨资源的储量丰富，目前，我国已成为世界最大的石墨生产、出口和消费国。我们有理由相信，在不久的将来，这项科技会为全人类做出不可磨灭的贡献。（郑斌）