石墨烯不是矿，是比钢铁硬10倍的未来材料

石墨烯是什么？ 石墨烯 （Graphene）是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。 石墨烯一直被认为是假设性的结构， 无法单独稳定存在，直至 2004 年， 英国曼彻斯特大学物理学家安德烈· 海姆和康斯坦丁· 诺沃肖洛夫， 成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯， 而证实它可以单独存在， 两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验” 为由， 共同获得 2010 年诺贝尔物理学奖。 虽然名字里带有石墨二字，但它既不依赖石墨储量也完全不是石墨的特性： 石墨烯导电性强、 可弯折、 机械强度好， 看起来颇有未来神奇材料的风范。 如果再把它的潜在用途开个清单——保护涂层， 透明可弯折电子元件， 超大容量电容器， 等等——那简直是改变世界的发明。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料， 它几乎是完全透明的， 只吸收 2. 3%的光； 导热系数高达 5300 W/m·K， 高于碳纳米管和金刚石， 常温下其电子迁移率超过 15000 cm2/V·s， 又比纳米碳管或硅晶体 （monocrystalline silicon）高， 而电阻率只约 10-6 Ω ·cm，比铜或银更低， 为目前世上电阻率最小的材料。 因为它的电阻率极低， 电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、 导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。 由于石墨烯实质上是一种透明、 良好的导体， 也适合用来制造透明触控屏幕、 光板、 甚至是太阳能电池。 更多的描述 石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层相同， 是碳原子以 sp2 杂化轨道呈蜂巢晶格（honeycomb crystal lattice） 排列构成的单层二维晶体。 石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子网格。 石墨烯的命名来自英文的 graphite（石墨） +-ene（烯类结尾） 。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。 石墨烯的结构非常稳定， 碳碳键（carbon-carbon bond） 仅为 1. 42?。 石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧， 当施加外力于石墨烯时， 碳原子面会弯曲变形， 使得碳原子不必重新排列来适应外力， 从而保持结构稳定。 这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外， 石墨烯中的电子在轨道中移动时， 不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。 由于原子间作用力十分强， 在常温下， 即使周围碳原子发生挤撞， 石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。 石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元： 石墨， 木炭， 碳纳米管和富勒烯。 完美的石墨烯是二维的， 它只包括六边形(等角六边形) ; 如果有五边形和七边形存在， 则会构成石墨烯的缺陷。 12 个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。 石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管； 另外石墨烯还被做成弹道晶体管（ballistic transistor） 并且吸引了大批科学家的兴趣。 在 2006 年 3 月， 佐治亚理工学院研究员宣布，他们成功地制造了石墨烯平面场效应晶体管， 并观测到了量子干涉效应， 并基于此结果， 研究出以石墨烯为基材的电路。 石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。 它是已知材料中最薄的一种， 质料非常牢固坚硬， 在室温状况， 传递电子的速度比已知导体都快。 它诞生至今都十年了， 但透明手机在哪呢？