粘在透明膠帶上的新材料

“石墨烯”這個(gè)名字也許你以前沒聽說過，不過鉛筆你總用過吧？石墨是構(gòu)成鉛筆芯的重要材料，而石墨烯又是構(gòu)成石墨的材料。當(dāng)你在紙上輕輕一劃，說不定這種材料就在你眼皮底下誕生了。

事實(shí)上，當(dāng)我們用鉛筆在紙上輕輕劃過時(shí)，劃痕中就可能會(huì)出現(xiàn)單層的石墨——即石墨烯。但問題是，鉛筆的劃痕從微觀角度講實(shí)在是太大了，在那里搜尋石墨烯簡(jiǎn)直就象是在整個(gè)喜馬拉雅山脈中搜尋一片薄冰，即便找到也只能算是瞎貓碰上死耗子。

為此，石墨烯被發(fā)現(xiàn)幾十年以來，科學(xué)家們從未停止過各種方法的萃取或合成試驗(yàn)。但以蓋姆為核心的實(shí)驗(yàn)組卻不信這個(gè)邪，決意嘗試這一看似不可能的任務(wù)。2004年，蓋姆和諾沃肖洛夫突破性地創(chuàng)造了撕裂法：他們將石墨分離成小的碎片，從碎片中剝離出較薄的石墨薄片，然后用膠帶粘住薄片的兩側(cè)，撕開膠帶，薄片也隨之一分為二，不斷重復(fù)這一過程，最終得到了截面約100微米的、只有單層碳原子的石墨烯。

這種嘗試對(duì)他們來說，乃是一貫作風(fēng)的延續(xù)。因?yàn)樵谏w姆實(shí)驗(yàn)組里，對(duì)各種有趣、甚至有趣得近乎荒謬的事情的嘗試已經(jīng)達(dá)到了制度化的程度。

美國(guó)航天局曾經(jīng)懸賞400萬美元，尋找一種足夠堅(jiān)韌的材料，來制成長(zhǎng)達(dá)3.7萬公里纜線，搭建一座可以直通宇宙的“太空電梯”。正是石墨烯的發(fā)現(xiàn)讓這個(gè)人類可以“一步登天”的夢(mèng)想變成了可能。

這種“只有一層碳原子厚的碳薄片”，被公認(rèn)為目前世界上已知的最薄、最堅(jiān)硬、傳導(dǎo)電子速度最快的新型材料。

比最好的鋼鐵還硬100倍、比鉆石堅(jiān)硬的石墨烯其實(shí)就是一種從石墨材料中剝離出的單層碳原子面材料，是碳的二維結(jié)構(gòu)。其超強(qiáng)硬度、韌性和出色的導(dǎo)電性使得制造超級(jí)防彈衣、超輕型火箭、超級(jí)計(jì)算機(jī)不再是科學(xué)狂想。

但最大的困難在于：如果想投入實(shí)際生產(chǎn)，就必須找到一種方式，制造出大片、高質(zhì)量的石墨烯薄膜。蓋姆和諾沃肖洛夫用普通膠帶成功地從鉛筆芯的石墨中分離出了石墨烯，聽上去簡(jiǎn)單得不可思議。

但長(zhǎng)期從事實(shí)驗(yàn)室工作的物理博士提醒記者：“想象一下撕出一個(gè)薄厚為一個(gè)原子的東西有多么困難”，“這往往需要漫長(zhǎng)的時(shí)間里難以計(jì)數(shù)的重復(fù)試驗(yàn)”。

（青云聽濤輯）