石墨烯本來就存在于自然界，只是難以剝離出單層結構。1毫米厚的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡可能就是幾層石墨烯。

石墨烯是一種由碳原子組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。人們很早就發現了石墨，但直到2004年才發現石墨烯。這是因為，早在70多年前，理論研究就表明，完美的二維結構晶體無法在非絕對零度的環境中穩定存在。2004年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫用一種非常簡單的實驗方法突破了科學家們的理論認知。他們從高定向熱解石墨中剝離出石墨片，然后將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。不斷這樣操作，薄片越來越薄，最后得到了僅由一層碳原子構成的薄片，這就是石墨烯。

石墨烯號稱“新材料之王”，它是最薄的材料，因為它只有一個原子層的厚度，但它是已知強度最高的材料之一，理論上它的強度比鋼還要強200倍。同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，又具備超強的導熱性和導電性，這讓它的應用前景十分廣闊。

從目前看，石墨烯已經在航空航天、新能源以及民生領域如電加熱、大健康等逐步開始應用并日趨成熟；石墨烯可以做觸摸屏，因為它是透明導電薄膜；也可能用做超快集成電路，因為石墨烯里的電子遷移速度非常快，在室溫下的電子遷移率超過了硅材料的10倍；它是輕質高強材料，在航空航天領域有非常重要的應用前景；它的電磁屏蔽性質，也可以利用來做隱型飛機、隱身材料;石墨烯還適合用來制造透明觸控屏幕、發光板、太陽能電池板等產品。從未來看，石墨烯將在電子信息、新能源、航空航天、柔性電子及儲能、海洋工程防腐等領域進一步發揮重大作用……

石墨烯有三種不同的形態：一種是粉體，一種是薄膜，還有一種是纖維。材料形態不同，用途也不一樣。

隨著石墨烯材料研發的進展，人們也在尋找各種各樣的辦法去做出特殊的石墨烯材料。這些新材料的出現都會進一步加速石墨烯的實用化進程。不能只關注現在，也要布局未來。”劉忠范表示，石墨烯作為戰略新興材料的特殊地位，值得高度重視。

作者：人民政協網

出品：中國科協科普部

監制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來源: 星空計劃

內容資源由項目單位提供