所谓石墨,通常产于变质岩中,是煤或碳质岩石受到区域变质作用或岩浆侵入作用所形成的矿物。因其化学性质不活泼,具有超强的耐腐蚀性,所以被广泛运用于各个工业领域,是一项非常重要的战略级资源。
究竟有多广泛呢?
在拟人化的工业资源概念中,石油被称为工业的血液,铁矿石被称为工业的骨骼,天然气被称为工业的氧气,而石墨则被称为工业的蛋白质!
从低端到中端再到高端,从传统工业到新兴工业,几乎所有的产业梯度和工业门类里都有石墨的影子。
比如隐晶质石墨和晶质石墨粉,可用于消防员战斗服的耐火材料、铅笔;石墨乳、硅化石墨、可膨胀石墨,可用于汽车润滑剂、摩擦原件;高纯石墨、球形石墨可用于锂电池电池负极、航空航天装备及生物医疗器材的密封材料等。
从以上广泛的应用不难看出,石墨对现代工业文明的重要性,丝毫不亚于稀土、铁矿石等矿物质,而2004年的一次重大发现,更是把它推向了人类工业未来的希望之巅!
早前,理论材料学界就认为,石墨因为层间作用力较弱,易于层层剥离,如果把石墨片剥离到最后一个的单层,就能得到一个只有原子层厚度(0.335纳米左右)的蜂窝状平面膜,加之石墨的化学特性,我们将得到一种人类有史以来最薄、最硬的材料。
这就是石墨烯!
即便把20万张石墨烯薄膜堆叠到一起,它的厚度也只有一根头发丝。
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,证明了这一理论的可行性,他们通过实验成功从石墨中分离出只有碳原子厚度的石墨烯,由此获得了2010年度的诺贝尔物理学奖。
石墨烯的出现对物理材料学界的意义无疑是革命性,基于材料应用对工业的重要性,不少人认为它将推动工业文明发生颠覆性的改变。
正如材料界对它的评价: