一、石墨烯为什么被誉为新材料之王（黑金）？

石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.纳米，如果把20万片薄膜叠加到一起，仅仅有一根头发丝那么厚。

早在年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈盖姆（AndreGeim）和康斯坦丁诺沃肖洛夫（KostyaNovoselov），成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，他们两人也因此共同获得年诺贝尔物理学奖。石墨烯原本就存于自然界，仅仅是难以剥离出单层结构。实际上石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含万层石墨烯。实际上用铅笔在纸上轻轻划一下，留下的痕迹可能是几层甚至仅仅一层石墨烯的厚度。在人类发现石墨烯之前，全球很多物理学家观点认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。因此，石墨烯的发现当时震撼了凝聚体物理学学术界。尽管全球理论界和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯在实验中依然被制备出来。石墨烯对世界物理学基础研究拥有十分特殊意义，原因是它让一些此前只能通过“纸上谈兵”的量子效应可以通过实验来验证，比如电子无视障碍、它能够实现幽灵般的穿越。但更令科学家感兴趣的，是石墨烯拥有许多“极端”的物理性质。

二、石墨烯的十分重要特性及功能有哪些？

石墨烯作为世界上目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯因此被誉称为“黑金”，是“新材料之王”，许多科学家甚至开始预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。石墨烯不但是最薄的材料，同时也是最强韧的材料，值得一提的是，石墨烯的断裂强度比最好的钢材还高倍。石墨烯有很好的弹性，拉伸幅度能达到本身尺寸的20％。假如用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克可以承受一只猫的重量。令人难以想象的是，石墨本身几乎是最软的矿物质（莫氏硬度只有1~2级），假如“切”成一个碳原子厚度的薄片时，石墨烯的“性格”会发生如此之大的变化。、石墨烯的硬度比莫氏硬度10级的金刚石还要高，但它却有非常好的韧性，并且可以弯曲。石墨烯外围只有一层原子，因此电子的运动被限制在一个平面上，石墨烯也有全新的电学属性。值得一提的是，石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/，远超过电子在一般导体中的运动速度。石墨烯最有潜力的应用是成为硅的替代品，比如制造超微型晶体管，制造未来的超级计算机。据权威专家分析，假如采用石墨烯取代硅，那么计算机处理器的运行速度将会快数百倍。需要特别指出的是，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。同时它又十分致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。石墨烯这些重要特征使得它十分适合作为透明电子产品的原料，比如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。石墨烯尤其具有很强的化学敏感性，能够制成高效探测器等。比如涂有石墨烯的传感器能够检测到含有用于炸药、氨等化学物质的低浓度的蒸汽。

三、石墨烯未来重要的巨大应用前景怎样的？

石墨烯的许多重要特性注定要给全球诸多产业带来翻天覆地的巨大变化，并且展现了极大的研发应用前景。比如在塑料里掺入百分之一的石墨烯，能使塑料具备十分良好的导电性；如果加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗热性能提高30摄氏度。并且在此基础上可以研制出薄、轻、拉伸性好和超强韧新型材料，可以用于制造飞机、汽车和卫星。中国科学家发现细菌的细胞在石墨烯的纸上无法生长，而人类细胞则不会受损。因此，利用石墨烯这个特性可以利用它来做绷带、食品包装甚至抗菌T恤衫。值得一提的是，西班牙Graphenano公司同科尔瓦多大学合作研究出全球首例石墨烯聚合材料电池，其储电量是目前市场最好产品的三倍，并且用此电池提供电力的电动车最多能行驶公里，而充电时间还不到8分钟。最重要的是其成本将比锂电池低接近80%。由美国韩国的科研人员组成的联合小组报告称他们将小片石墨烯连接到金属电极上，悬空于基底材料上方并加载一定的电流使其加热，制成了只有一层原子的世界上最薄电灯泡，未来或将制成最薄的显示器。综上所述，石墨烯无疑属于具有革命性的新材料。值得一提的是，中国尤其在石墨烯研究上具有十大独特的优势。作为石墨烯生产原料的石墨，中国的储存量十分丰富，尤其是价格低廉。值得一提的是，批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。事实上，中国已成功突破这两大难题，并且将制造成本已从之前的元/克降至3元/克，而且解决了这种材料的量产难题。重要的是，中国科研人员利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯，并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上，制备出了7英寸石墨烯触摸屏。根据国家金融信息中心指数研究院全球首个石墨烯指数。指数评价结果显示，全球石墨烯产业综合发展实力排名前三位的国家分别是美国、日本和中国。由于石墨是热和电的极佳导体，在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱，并耐有机溶剂的腐蚀。再加上由于锂离子电池的用途越来越广泛，石墨作为生产锂离子电池的主要原料之一，越来越受到全球采矿业的重点 　　

再比如美国拥有IBM、英特尔、波音等大公司，有利的创业环境催生了众多小型石墨烯企业，形成了较为完整的产业链，覆盖从制备及应用研究到石墨烯产品生产，直至下游应用全环节，加速了石墨烯的产业化和应用进程，产业布局呈多元化。

值得一提的是，《中国制造》重点强调：应发展以石墨烯为首的新材料的基础研究和体系建设，突破产业化制备瓶颈，高度

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