佘惠

有没有这样一款坚韧的薄膜，它能以一支铅笔尖的承受面，撑住一头大象的重量，而不会被戳破？石墨烯可以做到。这种神奇的材料究竟是如何“炼成”的——笔者近日走进“首都科学讲堂”，为您一探究竟。

近日，在北京市科协主办、九三学社北京市委特别支持的第667期“首都科学讲堂”上，中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长刘忠范与北京石墨烯研究院副院长、石墨烯器件技术研究部部长魏迪，向公众介绍了石墨烯——这款曾获得2010年诺贝尔奖的明星材料。

1、透明胶带撕出来的诺贝尔奖

石墨烯原本就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。1毫米厚的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹可能就是几层石墨烯——它是由一层碳原子以六角形蜂巢结构周期性紧密堆积构成的二维碳材料。人们很早就发现了石墨，但直到2004年才发现石墨烯。这是因为，早在70多年前的理论研究表明，完美的二维结构晶体无法在非绝对零度的环境中稳定存在。

2004年，两位英国科学家用一种非常简单的实验方法突破了原有理论认知。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断这样操作，薄片越来越薄，最后得到了仅由一层碳原子构成的薄片——这就是石墨烯。理论上虽不可能成功，实验中却偏偏被制备出来了。这个发现立即震撼了科学界，两位发现者共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。……