石墨烯及其应用前景

高荣伟

2004年，英国科学家在实验室中从石墨上剥离出石墨薄片，并重复操作，最终得到仅由一层碳原子构成的薄片，即石墨烯。

石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料，厚度仅0.335纳米，相当于头发丝的二十万分之一，硬度却是同等规格钢材的200倍，被材料学家亲切地称为“黑金”。不仅如此，石墨烯还抗菌，有优良的透光性能。石墨烯的这些特性赋予了这种新材料独特的地位，受到了众多科学家的青睐，刚一面世，就引发了全球范围内的研究热潮。

就储藏量来看，中国拥有的石墨烯资源十分丰富。不仅如此，中国在石墨烯技术研发领域也处于领先地位，不仅开发了许多新用途，而且申请了为数众多的专利。据统计，当前中国石墨烯专利数量全球领先。

据媒体报道，中国“90后”学者曹原近年来因其在石墨烯领域的科研成果，屡屡登上全球顶尖学术期刊。2018年3月，《自然》连刊两篇论文，报道石墨烯超导的重大发现，第一作者就是曹原，他也成为该杂志创刊以来年龄最小的来自中国的第一作者。曹原发现，当两层平行石墨烯堆成约1.1°的微妙角度时，会产生神奇的超导效应。曹原的发现解决了困扰物理界多年的难题，轰动了国际材料学界，开辟了凝聚态物理的全新领域。

2019年3月，天津大学封伟教授领导的科研团队经过不懈努力，通过含氟自由基切割单壁碳纳米管，在世界范围内首次制备出单层石墨烯纳米带。从技术角度讲，这是材料学界科研人员首次用一步法获得单层石墨烯纳米带。……