技术新知：硅的“终结者”，石墨烯是神奇材料吗？

　　石墨烯原子结构图

　　新视野

　　自问世起，石墨烯就被当作21世纪的“神奇材料”，在科学界掀起巨大的波澜。其非比寻常的导电导热性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性等等属性引无数科学家“竞折腰”，有人认为石墨烯将是昂贵的硅的“终结者”并对此欢呼不已。尽管如此，仍然有科学家在种种纷乱的喧嚣中保持冷静态度。据英国广播公司（BBC）近日报道，IBM公司的科学家就认为，石墨烯不太可能替代硅，因为它没有能带隙，没有晶体管所需的开和关状态。他们认为，目前最需要的是实事求是地进行研究。

　　用途广泛“可与塑料相媲美”

　　尽管研究石墨烯的先驱直到去年才摘得诺贝尔奖的桂冠，但在此之前，石墨烯已被业内人士吹捧为“下一个伟大的事物”。很多人认为，它将是硅的“终结者”，并将改变计算机和其他设备的命运。

　　科学家们认为，它是迄今为止最薄（300万片石墨烯叠加在一起才不过1毫米厚）、最坚固的材料，也是人们所知的导电、导热性能最强的材料，其拥有超凡的坚硬度、柔韧度、透明度和导电性，可以广泛应用于触摸屏、太阳能电池、复合材料（如现在广泛使用的碳纤维）等各种物品的制造中。

　　早在1947年，就有科学家从理论上提出石墨烯可能存在，但大部分科学家们都认为石墨烯不可能在现实自然界中获得。

　　石墨烯首次在实验室中“现身”是在2004年。当时，英国两位科学家安德烈杰姆和克斯特亚诺沃塞洛夫发现，他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面黏在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。

　　这两位科学家也因此获得了2010年的诺贝尔奖。此后，制备石墨烯的新方法层出不穷，关于石墨烯的“神奇”性质不断见诸报端。安德烈杰姆表示：“石墨烯并不仅仅只有一种用途，它甚至并不只是一种材料，它的种类繁多，其用途之广泛可与塑料相媲美。”

　　有鉴于此，越来越多的科学家为石墨烯“竞折腰”。目前，大约有200家企业和新兴公司正在着力研究石墨烯。2010年，关于石墨烯的论文多达3000多篇。对整个产业和广大消费者来说，这些都不啻为福音，因为如果这些研究获得成功，未来，人们将可以得到更多运行速度越来越快、制造成本越来越低、“身材”越来越纤细娇小、柔韧程度越来越好的电子设备和其他设备。

　　莱斯大学的科学家詹姆斯图尔表示：“从理论上来讲，未来人们能够卷起iPhone手机，将其像铅笔一样别在脑后。”

　　如果石墨烯能像现在的塑料一样“飞入寻常百姓家”，那么从包装纸到衣服在内的任何物品将都可以被数字化。未来，人们会发现，信用卡的数据处理能力将与目前的智能手机一样高。

　　瑞典查尔姆斯理工大学的教授贾瑞卡拉瑞特表示：“石墨烯将广泛出现在透明电子元件、柔性电子设备以及运行速度更快的电子设备上。”除了在数字领域大展拳脚之外，也可以将单层石墨烯固体粉末添加到轮胎上，使其更加坚硬。