什么是石墨烯？

石墨烯是一種二維平面狀碳材料，由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀材料，屬于碳材料大家族的新成員，號稱新材料之王。

從學術角度講，碳有三種雜化方式，一個是以sp3雜化方式形成為大家所熟知的金剛石（鉆石），以及以sp雜化方式形成的石墨炔等。

石墨烯為何叫石墨烯？

高中課本中，有機化學有一類含有碳碳雙鍵的烯烴類化合物，如，乙烯(ethylene)、丁烯(butene)、苯(benzene)等，命名時均以ene結尾，石墨烯是石墨中的一個單層，該單層又全部由碳原子經原子間的雙鍵和單鍵聯成的六角狀苯環結構形成的蜂窩狀碳原子結構構成，因此被命名為graphene,而中文譯名也就相應地成了石墨烯。

石墨烯是怎么制備的呢？石墨烯還分男和女么？

石墨烯怎么制備出來的呢？劉院士通常把石墨烯分為兩大類，粉體石墨烯和薄膜石墨烯，男石墨烯（粉體）和女石墨烯（薄膜）。

男石墨烯制作是用濃硫酸（氧化還原反應），粉體一層一層去氧化。一般制備一公斤的石墨烯，要用50公斤的濃硫酸，3公斤高錳酸鉀，一噸水。院士還特別提醒我們在科研的同時也一定要注意環保哦。

女石墨烯采用化學氣相沉積技術制備，在1000度左右的高溫下，碳源裂解形成的碳的碎片在銅箔上重新成核生長，從而形成單層或幾層的石墨烯薄膜。

院士現場展示石墨烯產品

多厚算石墨烯？

在制備石墨烯的過程中，不同的層數和層數間的堆垛角度會導致不同的性質；在制備石墨烯的過程中要控制好層數和堆垛的角度，才能制備出高性能的石墨烯材料。

在學術界，嚴格意義上講，只有單層石墨片才叫石墨烯；但是，科學家們也有一個基本的認識，認為10層以下也可以算作石墨烯。因為單層的石墨烯制備很困難，層數較少時還留有部分石墨烯的特性，因此10層以下也只是一個大致的界定。

石墨烯有什么優點？

1優異的力學特性

最強、最堅硬的材料，其斷裂強度是鋼的200倍左右，比金剛石的硬度大。

2優異的導電性能

電阻率只約10-6cm，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。因為它的電阻率極低，電子跑的速度極快，因此被期待可用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。

3良好的熱傳導性能

石墨烯的熱導率是5300W/m，而銅的熱導率是401W/m.K，大概是銅的10倍還多；石墨導熱片越薄，導熱率越好。

4優異的光學性能

石墨烯具有非常良好的光學特性，在較寬波長范圍內吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內，厚度每新增一層，吸收率新增2.3%。

石墨烯有什么應用？

石墨烯在能源領域、生物醫藥領域、電子信息領域、功能材料、特種航天與特種、節能環境領域有廣泛地領用。石墨烯電池、超級電容器；電池加入百分之十左右，可以使充電速度加快，容量可以變大；可用于制作石墨烯涂料，涂料加入石墨烯可以減少鋅的使用，同時防腐效果提高很多，提高使用時間；

由于石墨烯的種種優異的性能，人們正在開發它無限的應用。在2018年巴塞羅那世界移動通信大會，有個石墨烯的展廳，展品有柔性低成本薄膜邏輯電路、光探測器、傳感器（壓力、紅外、廣譜相機），可穿戴器件，還可用于神經修復，矯正語言障礙，機器人四肢，太陽能電池等等，同時石墨烯在特種航天等特種領域，也有著廣泛的應用。正是因為如此，石墨烯材料正在得到各國政府的重視。

石墨烯的未來前景幾何？

石墨烯有廣闊的應用前景，各個國家公司都政府非常地重視，歐盟在2013年啟動了石墨烯航天旗艦計劃，每年投入一億歐元，希望可以將大學科研院所和產業界直接連接，同時推動產業發展，英國也牽頭組建了國家石墨烯研究院。

我國在2017年底，有4871家有關石墨烯的產業，到現在大約有6000家。我國全國各地都在創建產業園、創新研究中心、研究院等。據不完全統計國內有60多家涉及石墨烯業務的上市公司，我國發表有關石墨烯的論文將近6萬篇，我國大陸石墨烯專利占全世界專利數的54.14%。但是大煉鋼鐵式的重復、低水平的建設可能會造成惡性競爭，不利于石墨烯產業的良性發展，應該加大國家投入，把政、產、學、研有機結合起來，做突破性創新研究，研發石墨烯的殺手锏級應用，推動國家的創新能力。

活動吸引了來自京津冀三地的石墨烯研究人員，九三學社社員，我國地質大學學生以及周圍高校材料專業的學生們共同參與，300余人參加活動。活動得到我國地質大學（北京）的大力支持，并在北京廣播電視臺北京時間全程同步直播，截至活動結束，直播點擊量超過12萬。