石墨烯：异军突起的新材料( 二 ) 石墨烯（Graphene）

当然，科学家对于石墨烯的研究还远未止步，人们还陆续发现了石墨烯的一系列超常特性。在材料科学界流传着这样一个说法：如果说20世纪是硅的世纪，那么石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元。
石墨烯有什么用途？
由于具有种种优异特性，目前石墨烯已经被研发人员广泛应用于电子科技、网络通讯、洁净能源、生物医学、航天军工、复合材料以及智能家居等诸多领域。
在电子科技领域，石墨烯由于导电性能极佳，非常适用于高频电路。目前的电子设备往往需要携带巨量的信息，因此必须使用更高的工作频率，然而工作频率越高，热量功率也就越高，高频的提升便受到限制。不过石墨烯的出现，可以代替硅成为芯片的基础材料，用以制造超微型晶体管和集成电路，这种电路将会更小、更快、更便宜，用它生产的电脑，不仅运算速率超高，而且体积也能大幅缩小——最小的机器人能做到像蚂蚁一样大小。而由石墨烯制造的超薄光学调制器（只有头发厚度的1/400）也将具备高速信号的传输能力，有望将互联网速度提高一万倍，要在一秒钟内下载一部高清电影对它毫无压力。
石墨烯几乎完全透明的特性，则适用于制造电子产品的触摸屏，代替目前使用的昂贵、易碎、不稳定的氧化铟锡。利用石墨烯的柔韧性，可制作能拉伸、折叠的显示器。也许过不了多久，我们就能用上速度更快、容量更大、可折叠的电子设备了。
石墨烯的功率密度要比锂离子电池高许多，约为传统电容器的30倍，创造了储能技术新的可能，有望在新能源开发领域大显身手，应用于电动汽车、电动工具以及太阳能电池等方面。据估算，石墨烯阳极材料比锂离子电池中常用的石墨阳极充放电速度快10倍，如果用于电动汽车，只需8分钟就能完成一次充电，续航里程可达1000千米。如果在发电站的冷凝器上涂上石墨烯，节能效率可提高2%～3% 。用石墨烯制造的光电化学电池，则可取代基于金属的发光二极管和传统灯具的金属石墨电极，使之更易于回收，利于环保。
医学家研究发现石墨烯的二维结构会与大肠杆菌上的磷脂分子产生交互作用，在拉扯下使大肠杆菌破裂，无法生存，而人类的细胞却能正常生长。这种物理性杀菌的方式，远优于目前普遍采用的化学性疗法，因此石墨烯材料可广泛用于制作止血绷带、抗菌服装，以及食品、药品等的包装材料。
在物理学领域，石墨烯还有望帮助科学家在量子物理学研究方面取得新的突破。在一种格芬石墨烯矿物涂料中添加纳米纤维后，会在涂料中形成纳米网状结构，从而使其附着力更加牢固，更耐腐蚀，不易龟裂。石墨烯由于是优良热导体，能散射99%的红外线和85%的紫外线，因此可以制成节能降耗、保温隔热的功能材料，用于保温服、取暖器、散热地板等。同时，通过双层石墨烯之间生成的强电子结合，还可制造出能有效控制环境噪音的隔音材料。
最新研究還发现，石墨烯可产生兆赫范围的辐射——将红外线照射到石墨烯薄膜上，只需很短时间就能放射出兆赫的光源，进而开发出能在温室条件下工作的高性能兆赫激光器和调制器。这有助于高温超导体的研究。美国加州大学的物理学家，最近用石墨烯制成了超声扬声器和麦克风，它们能够对亚音速（20赫兹以下）和超音速（2万赫兹以下）之间的频率作出反应。如此一来，今后诸如手机之类的通讯设备，将不仅能使用电磁波，还可使用声波和超声波。
此外，利用石墨烯的超轻、超强、超坚韧等特性，人们还有望研发出制造轻型飞机和航天器的新材料、高性能的防弹衣，甚至借此打造一座3.7万千米长、可直通宇宙的“太空电梯” ，让人类“一步登天”的梦想成为现实。