近年来，超级材料石墨烯备受关注。但石墨烯究竟是什么？想象一下，它比钢强200倍，但比纸轻1000倍。
2004年，曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·海姆（Andrei Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）“玩”起了石墨。没错，就是铅笔尖上的那种东西。他们对这种材料很好奇，想知道它能否被一层一层地去除。于是，他们找到了一种不同寻常的工具：胶带。
海姆向BBC解释道：“你把（胶带）放在石墨或云母上，然后剥掉最外层。” 石墨薄片会从胶带上飞落下来。然后把胶带对折，粘到最外层，再把它们分开。然后重复这个过程10到20次。
“每次薄片都会分解成越来越薄的薄片。最后，非常薄的薄片会留在皮带上。你溶解胶带，所有东西都会溶解。”
令人惊讶的是，胶带法竟然产生了奇效。这个有趣的实验促成了单层石墨烯薄片的发现。
2010年，海姆和诺沃肖洛夫因发现石墨烯而获得诺贝尔物理学奖。石墨烯是一种由碳原子排列成六边形晶格的材料，类似于铁丝网。
石墨烯如此神奇的主要原因之一在于其结构。单层原始石墨烯看起来是由一层碳原子以六边形晶格结构排列而成。这种原子级的蜂窝结构赋予了石墨烯惊人的强度。
石墨烯也是电学领域的超级明星。在室温下，它的导电性比任何其他材料都要好。
还记得我们讨论过的碳原子吗？它们每个都有一个额外的电子，叫做π电子。π电子可以自由移动，这使得它能够以很小的阻力穿过多层石墨烯进行传导。
麻省理工学院 (MIT) 最近对石墨烯的研究发现了一些近乎神奇的东西：当你稍微（仅 1.1 度）旋转两层石墨烯使其错开时，石墨烯就会变成超导体。
这意味着它可以在无阻力或无热量的情况下导电，为未来在室温下实现超导开辟了令人兴奋的可能性。
石墨烯最受期待的应用之一是电池。得益于其优异的导电性，我们可以生产出比现代锂离子电池充电更快、续航时间更长的石墨烯电池。
三星和华为等一些大公司已经走上了这条道路，旨在将这些进步引入我们的日常设备中。
“到2024年，我们预计一系列石墨烯产品将上市，”剑桥石墨烯中心主任、欧洲石墨烯联盟运营的石墨烯旗舰计划研究员安德里亚·法拉利（Andrea Ferrari）表示。该公司正在投资10亿欧元用于联合项目。该联盟将加速石墨烯技术的研发。
Flagship 的研究合作伙伴已成功研发出石墨烯电池，其容量比目前最好的高能电池高出 20%，能量提升 15%。其他团队也已研发出基于石墨烯的太阳能电池，其将阳光转化为电能的效率提高了 20%。
虽然一些早期产品已经充分利用了石墨烯的潜力，例如 Head 运动装备，但更佳的成果尚未到来。正如法拉利所说：“我们谈论的是石墨烯，但实际上，我们谈论的是大量正在研究的方案。事情正在朝着正确的方向发展。”
本文已使用人工智能技术进行更新，并由 HowStuffWorks 编辑进行事实核查和编辑。
运动器材制造商 Head 就使用了这种神奇的材料。他们的 Graphene XT 网球拍声称在相同重量下重量减轻了 20%。这真是一项革命性的技术！
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发布时间：2023年11月21日