石墨烯这种样样第一的超级材料，这种纳米材料是无价的，但这不是成本的问题。它的价值在于它的潜力。这个问题的分子被称为石墨烯，欧盟准备在年至年之间投入10亿欧元（13亿美元），以确定它是否能改变电子、能源、健康和建筑等一系列行业。

就像它的名字所示，石墨烯是从石墨中提取的，石墨是用在铅笔上的材料。和石墨一样，石墨烯完全由碳原子组成，1毫米的石墨含有大约万层的石墨烯。石墨是一种三维的晶体结构，而石墨烯是一种只有原子厚度的二维晶体。碳原子在六角形的蜂窝结构中完美分布，只有0.3纳米厚，每个原子之间只有0。1纳米。

它的强度是钢的倍，但比钢轻六倍。它几乎完全透明，因为它只吸收2%的光。它对气体是不渗透的，即使是像氢或氦那样轻的气体，如果还不够的话，化学成分可以被添加到它的表面来改变它的性质。

“石墨烯是一个平台，就像棋盘一样，你可以在上面放置你想要的棋子。”微妙之处在于找到正确的位置。在国家科学研究中心（CNRS）的一部分，格伦布尔学院的文森特布奇亚解释说：“这是一种真正的美。”欧盟资助了一个石墨烯旗舰研究机构，未来10年将由欧盟出资。

这种神奇的材料已经有了很长的路要走。理论上，这种二维结构被认为是不稳定的，因此可以更好地卷起来，就像20世纪90年代用碳纳米管所观察到的那样。

4年，两名俄罗斯出生的科学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃塞洛夫和其他人一起发表了第一个电子测量结果，证明他们已经分离出了石墨烯。他们用胶带把石墨片从石墨中分离出来——这最终导致他们在年获得了诺贝尔物理学奖。

Goerbig说：“这一理论只适用于二维空间，但实际上，晶体在三维空间中生长，而小的表面起伏就像波浪一样，稳定了晶体。”实验很快证实了这种新材料的惊人行为，可以用表面上的一种电子海洋来解释，没有任何东西可以停止，也不会相互作用。这就好像电子没有质量，速度比光速慢了倍。描述它们的数学方程式更接近于高能粒子而不是固体物质，因此这一出色的表现说明了许多潜在的用途。

石墨烯可以作为一种良好的导体，可以代替在触摸屏中使用的铟的电极。由于它是轻的，石墨烯可以被集成到复合材料中以消除闪电对飞机机身的影响。它也是防水的，在氢气储藏库中也可以使用。

因为没有什么能阻挡电子，石墨烯不能被“关掉”，所以理论上它在晶体管中用处不大，晶体管是现代电子产品的关键部件。然而，研究正在进行中，以创造一个人造的带隙，使它能够被关闭，从而用于这个目的。

欧洲联盟已经决定将重点放在一些应用上。“我们的目标是支持欧洲的创新，同时也要建立一个专家网络，与企业进行长期研发项目的接触，”该项目的一个部门负责人说，他同时也是巴塞罗那的加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所的研究员。

这一过程的主要步骤已经开始。几家初创公司已经在制造石墨烯，主要用于实验室，使用各种技术。带有胶带的“历史”一词已经被化学去角质所取代。另一种方法是使用碳和硅基板，加热后除去硅原子，在表面留下一层石墨烯。另一种方法是在铜表面放置碳，加热后，会催化石墨烯的生成反应。美国莱斯大学的一个研究小组甚至用蟑螂的腿作为碳的来源。

行业巨头也在运作。IBM已经生产了几款电子元件原型，而三星则在石墨烯电极上制造了一个平面屏幕（对角线为70厘米）。这位网球拍制造商的头用网球冠军诺瓦克德科科和玛丽亚莎拉波娃来推广用石墨烯制作的球拍。巴斯夫和戴姆勒-奔驰设计了一款名为“SmartForvision”的概念电动汽车，它将石墨烯加入了导电的电子纺织中。年，巴斯夫发表了一份有关石墨烯未来的报告，预测年的市场价值为15亿美元，年将达到75亿美元。

今年早些时候在巴黎召开的以石墨烯为基础的复合材料会议上，严格地说，石墨烯是单层的，但是制造过程可能会产生多层叠加。当超过10个层被创造出来时，这些特性就会发生巨大的变化，就像石墨比石墨烯更像石墨。据卢瓦索说，“复合材料中碳、石墨烯或纳米管分子之间相互接触是有必要的。对于细长的碳纳米管来说，这比用在形状上的石墨烯更容易，这就解释了两者的区别。合成材料需要很长的时间，而纳米管具有成为更成熟材料的优势。纳米管研究人员并不乐意看到石墨烯问世，并吸引了注意力和资金。

然而，积累的纳米管经验对于加速石墨烯的工作非常有用。“用了六年时间才制造出第一个用纳米管的晶体管，”卢瓦索说。“用石墨烯，我们在一年内进行了第一次电测量。”

就其医疗用途而言，一种材料的知识是为另一种材料服务的。欧洲项目的一个关键方面是，除了研究可能的中间应用外，如何保护石墨烯和最终用户的工作。“目前，我们的研究显示没有效果，而另一些则表明存在潜在风险，”法国斯特拉斯堡分子与细胞生物学研究所的研究主管阿尔贝托比安科说。他同时也是欧洲项目健康与环境方面的负责人。

事实上，就像碳纳米管一样，需要考虑大量不同类型的石墨烯。大小当然很重要，但化学状态也很重要。由于石墨烯是如何合成的，或者它的层是如何被建立的，这种分子可能会被氧化或多或少地氧化，或者含有不同数量的残余杂质。目前还没有明确的答案。今年4月，在德国化学学会的科学期的一篇文章中，其中一些研究发现，在其他一些微生物的体内，微生物对微生物产生了毒性作用。石墨烯可能对细胞造成损害，也没有任何光亮。石墨烯是垂直穿过细胞壁还是在细胞上覆盖？

“一个乐观的看法是，化学可能使我们能够调节纳米材料的生物活性，”比安科说。例如，通过结合不同的化学基团，可以使石墨烯具有或多或少的可溶性，或引导它接近一个给定的治疗目标。因此需要额外的工作。该联盟将研究对不同类型的细胞（癌、神经元、与免疫系统相关）的影响，以及对两栖类的影响。

石墨烯的另一个优点是，它为其他二维材料打开了通向原子之小的路径。氮化硼、硫酸钼、钨甚至%硅硅烷是一些听起来很奇怪的名字，可能会变得更常见。一些分离,其他的行为。将这些分子层层堆叠起来，就会创造出具有新特性的新材料。