解密：生而不凡——新材料之王石墨烯
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編者按：手機充電只需幾秒鐘?史上最薄電燈泡?光驅動飛行器?關于石墨烯非凡應用的新聞不斷出現(xiàn)在人們的視野當中，似乎石墨烯已經成為了無所不能的超級材料。石墨烯是什么?到底有什么特性讓它備受推崇?本期解密：生而不凡——新材料之王石墨烯。
在隨后三年內， 安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫在單層和雙層石墨烯體系中分別發(fā)現(xiàn)了整數量子霍爾效應及常溫條件下的量子霍爾效應，他們也因此獲得2010年度物理學諾貝爾獎。
石墨烯對物理學基礎研究有著特殊意義，它使一些此前只能紙上談兵的量子效應可以通過實驗來驗證，例如電子無視障礙、實現(xiàn)幽靈一般的穿越。但更令人感興趣的，是它那許多“極端”性質的物理性質。
作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀。”
石墨烯既是最薄的材料，也是最強韌的材料，斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。如果用一塊面積1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克可以承受一只貓的重量。
難以想象的是，石墨本身幾乎是最軟的礦物質(莫氏硬度只有1~2級)，“切”成一個碳原子厚度的薄片時，“性格”會發(fā)生如此之大的變化，石墨烯的硬度比莫氏硬度10級的金剛石還要高，但卻又有很好的韌性，可以彎曲。
因為只有一層原子，電子的運動被限制在一個平面上，石墨烯也有著全新的電學屬性。石墨烯是世界上導電性最好的材料，電子在其中的運動速度達到了光速的1/300，遠遠超過了電子在一般導體中的運動速度。
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