不久前，清華大學的研究團隊發布了一項“智能石墨烯人工喉”的發明，利用多孔石墨烯材料的優(you) 勢，製造出一種收發同體(ti) 、適合穿戴的集成聲學器件，有望在未來解決(jue) 聾啞人的“說話”難題。

 在國際上，英國劍橋大學等機構的研究人員則報告說，他們(men) 找到一種新方法來“喚醒”石墨烯的超導性，“被喚醒”後的石墨烯能夠用於(yu) 製造超級計算機等。

 石墨烯，堪稱當前最熱的全新材料。在航空領域，人們(men) 用“難得的元素”形容輕得像空氣、堅硬得像鋼鐵的性能完美的材料。此前，鈦合金算是最接近這一品質的理想之選，而“後起之秀”石墨烯則被認為(wei) 向人類夢想的“難得的元素”更近了一步。

 什麽(me) 是石墨烯

 目前世界上最薄最輕最強的材料，硬度比最強的鋼鐵還要強100倍

 和金剛石一樣，石墨是碳元素的一種存在形式。不同的是，由於(yu) 原子結構不同，金剛石是地球上最堅硬的東(dong) 西，石墨則是最軟的礦物之一，常做成石墨棒和鉛筆芯。石墨烯就是從(cong) 石墨材料中剝離出來的，隻由一層碳原子在平麵上構成。

 可以說，石墨烯的特點之一就是薄，堪稱目前世界上最薄的材料，隻有一個(ge) 原子那麽(me) 厚，約0.3納米，是一張A4紙厚度的十萬(wan) 分之一，頭發絲(si) 的五十萬(wan) 分之一。同時，它又能導電，電子在石墨烯中的運動速度達1000千米/秒，是光速的1/300。輕薄、強韌、導電、導熱……石墨烯這些特性賦予人們(men) 很多想象空間。

 怎樣獲取石墨烯

 世界上第一次得到單層石墨烯，是靠透明膠“粘”出來的

 人們(men) 第一次獲取到石墨烯，用的是“簡單粗暴”的辦法。

 石墨烯本身存在於(yu) 自然界。石墨烯是一層碳原子形成的薄片，原子之間形成一個(ge) 六角形的環，環環相連形成蜂窩狀的平麵。它一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬(wan) 層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層到幾十層石墨烯。此前，碳的這種二維結構形式一直存在於(yu) 人們(men) 的猜想中，隻是難以剝離出單層結構。關(guan) 鍵的難題，就是怎樣讓石墨分層到極薄的薄片。

 石墨烯將帶來什麽(me)

 應用石墨烯材料，手機屏幕可以輕易彎曲甚至折疊。

 石墨烯的出現，有望給我們(men) 的生活帶來驚喜。手機充電可以“秒充”，手機屏幕可以輕易彎曲甚至折疊，汽車可以使用石墨烯導靜電輪胎，避免摩擦起電發生爆燃……從(cong) 航空航天、電子信息到節能環保，利用石墨烯的特性，很多領域很可能都會(hui) 發生巨大的變化。

 科研人員還在做另一件大事。他們(men) 讓石墨烯附著在厚度隻有50納米的金箔上，然後用一套新的辦法，把石墨烯完整地轉移到柔軟的塑料片上。

 孔月嬋說，石墨烯可以通過靈活的方法轉移到任意科研人員希望的襯底上，比如電子器件上專(zhuan) 用的一個(ge) 塑料襯底，它具備柔性，也適合晶體(ti) 管的製備過程。通過特別的石墨烯轉移技術，將帶有石墨烯的金箔附著在了塑料片上，以之為(wei) 基礎在這塊塑料片上製備出具有一定功能的電子器件。最關(guan) 鍵的是，這樣的電子器件可以輕鬆彎曲。未來無論是可以折疊的顯示屏幕，還是能夠植入人體(ti) 的可穿戴設備，都可能靠這樣的石墨烯器件來實現。

 石墨烯另一個(ge) 被寄予厚望的應用領域是電能的儲(chu) 存。在天津電源研究所，這裏的科研人員正在開展最先進電容器的研究。電容器與(yu) 電池一樣，都能用來儲(chu) 存電能。它的優(you) 勢在於(yu) 充電速度快，幾分鍾就能充滿，而且可以重複使用幾萬(wan) 次。但它存儲(chu) 的電量不如電池多，還無法通過存儲(chu) 足夠多的電能在生活裏派上大用場。

“這是我們(men) 已經做好的改性石墨烯配成的漿料，下一步我們(men) 就把這些漿料通過塗布機塗到鋁箔上，成為(wei) 我們(men) 石墨烯電容器所用的正極。”中國電科18所化學與(yu) 物理電源技術國防科技重點實驗室常務副主任丁飛博士說，電容材料對電容器的性能有著至關(guan) 重要的影響。通過對石墨烯材料進一步改性研究，科研人員正在讓電容器的儲(chu) 電能力一步一步向電池靠攏，而同時它擁有的超快充電速度，能夠為(wei) 人們(men) 的生活帶來更多的便利。“我們(men) 正在做的改性石墨烯電容器，可以幾分鍾充滿，其能量密度有望在一段時間之後，接近現有鋰電池的能量密度。”

 能量密度是指在一定空間或質量的物質中儲(chu) 存能量的大小，能量密度越高，就表示這種物質的儲(chu) 電能力越強。據丁飛介紹，目前他們(men) 所研製的改性石墨烯電容器的樣品，能量密度已達到傳(chuan) 統電容器的3倍以上。雖然還處於(yu) 實驗室研究階段，但是石墨烯材料的強大能力讓研發團隊看到改性石墨烯電容器應用的廣闊前景。

 未來，當充電設施越來越完善時，電動汽車使用石墨烯電池，可能花兩(liang) 三分鍾就可以把電充滿。

 中國電科55所所長、微波毫米波單片集成和模塊電路重點實驗室主任高濤認為(wei) ，即使在實驗室條件下，石墨烯的神奇性能依然沒有完全釋放出來。同時，技術層麵還存在著不少挑戰，真正大麵積應用還有很長的路要走。但通過加強需求和研究的結合，不斷在石墨烯材料的製備和器件研製方麵取得重要突破，石墨烯這種新一代戰略性新興(xing) 材料將會(hui) 極大改變人們(men) 的生活。