石墨烯它或将猛烈改变世界

铅笔，谁都用过。小时候，学写字，胖乎乎的手握着铅笔，在作业本上留下一个个歪歪扭扭的汉字。铅笔笔芯的主要成分是石墨。我们能用铅笔写出字来，就是因为石墨层间作用力弱，容易剥离下单层石墨片。所以，我们在作业本上每划一笔，就是剥离了一层或者几层石墨片。

这样的剥离存在一个很小的极限，那就是单层的剥离。也就是，形成厚度只有一个碳原子的单层石墨，这种单层石墨就是石墨烯。

近日，由石墨烯制成的“微型超级电容器”消息一出，石墨烯概念股再次得到市场追捧。

由石墨烯制成的“微型超级电容器”

不得了的石墨烯

想象一下，有那么一张网，每一个网格都是一个完美的六边形，每个网格的绳结都是一个碳原子。这张网没有厚度，只有长和宽。

这就是石墨烯的形态。

它是地球上已发现的最薄材料，一根头发丝的直径大概等于十万层石墨烯叠加起来的厚度，所以用肉眼是看不见石墨烯的。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。

它也是最强韧的纳米材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，可以承受一只猫的重量，而吊床本身重量不足1毫克，只相当于猫的一根胡须。

石墨烯是电阻率最小的材料，导电性是铜的一百万倍，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。

矛盾的石墨烯

石墨烯也是个矛盾的东西。

石墨烯薄膜坚固易脆，但弹性极好，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。

它这么薄，薄到近乎透明，垂直入射的可见光只有很小一部分（2.3%）会被石墨烯吸收，而绝大部分的光都会透过去；它却又非常致密，即使是氦原子，最小的气体原子，也无法穿透。

它甚至违背“热胀冷缩”原理，随着温度升高而缩小。

太抽象了，还是说说到底能用石墨烯来做些什么吧。

“超级电池”，家里可制

现在的都市里，很多人患上了“手机低电量恐惧症”。

具体病症就是，手机电池发出电量过低的警告，就慌张地到处寻找插座，只有找到插座接上电源，手机电池显示出正在充电的状态，才会安心。这都是电池惹的祸。智能手机功能越来越多，人们也就越来越依赖手机，只是手机的锂电池，储电能力和充放电效率跟不上了。

美国加州大学洛杉矶分校化学、生物化学教授理查德·卡勒和他的学生马希尔·艾卡迪可能会改变这样的局面。

卡勒教授是加州纳米系统研究机构的成员，他和马希尔利用石墨烯为原材料，发明了一种名为微型石墨烯超级电容器的装置。这种装置的充放电速度，比现在常用的锂电池快100倍到1000倍，几分钟就能完成智能手机的充电。

实验结果还显示，按照这个方法用石墨烯作为两极，制成电池样品，续航能力是普通电池的数十倍。

这块厉害的电池，电极并排安装，相互交叉，就像相互交叉的手指。这样的设计，扩大了两个电极的可用表面积，减少电解液里的离子需要传播的路线。所以它具备了更强的充电能力和速度性能。别以为这种电池科技含量超高，制造起来会很难，其实，你在家里就能制造它。

只要你家有一台标准DVD刻录机和弥散在水中的氧化石墨烯。用卡勒教授的方法，30分钟，就能在一张光盘上生产超过100个这种石墨烯微型超级电容器。制造过程和刻录一般的光盘没有区别，就是使用现有的激光蚀刻技术，只不过需要在光盘表面加上一层氧化石墨烯。

想想看，自己刻录一张电池。是的，不是一块，是一张电池。

一旦这种超级电池得到大规模应用，肯定会对手机行业甚至电子产品行业产生剧烈的影响。更轻薄的手机？当然有可能。

“低科技”赢得诺贝尔奖

透明胶分离出石墨烯

70多年前，科学家们提出了石墨烯的理论后，就有大批研究人员企图用各种方法分离出石墨烯。

有人设想，利用化学方法将分子或原子嵌入石墨层内，使石墨层之间距离增加，然后分离为原子单层的石墨烯。但努力多年，进展十分有限。仅仅分离出了与湿煤灰类似的石墨粒子泥浆。

还有人想到使用简单原始的机械分离法，摩擦或刮除，慢慢除去石墨的上层表面物质，逐渐减小石墨的厚度。这种方法最后制成了透明的石墨薄片，没制成单层碳原子厚度的石墨烯。

一直没有人真正从石墨中分离出石墨烯，直到2004年。