十四、新世纪材料宠儿：超强激光转换能力的石墨烯

　　2004年，两位俄裔英籍科学家将石墨烯成功从石墨中分离。石墨烯集合世界上最优质的各种材料品质于一身，如果说20世纪是硅的世纪，神奇的石墨烯则是21世纪新材料的宠儿。

　　石墨烯用途非常广泛，是一种被科学家寄于厚望的新型材料。在制造业，它不仅被运用在半导体芯片、太阳能电池、高强度外壳材料等领域，而且在光学方面上，石墨烯也有相当大的用途。

　　近日据国外媒报道，来自国外的部分研究机构发现，石墨烯这种材料拥有难以置信的光吸收能力，并且还能把吸收的光波迅速转化为波长更短、频率更高的激光，持续时间为几飞秒。科学家们表示，利用这个新发现，未来他们可以发明更耐高温的激光发射武器（石墨烯超耐高温）。

　　当然，这个发现目前仅存在于实验室，如果科学家们建立出实体模型，将能够增加激光发射器的使用寿命和发射功率。

　　6月21日，在香港举行的“石墨烯时代21世纪的奇迹材料”产业化全球高端论坛上，诺贝尔物理学奖得主康斯坦丁·诺沃肖洛夫爵士以一场妙趣横生的讲演，将听众带入一个玄妙神奇的科技世界，令人对未来美好生活充满遐想。

　　铅笔芯里诞生的诺奖

　　看过美剧《生活大爆炸》的观众，一定记得主人公“谢耳朵”钻研石墨烯，以致沉迷其中、不能自拔的情节。虽然该剧播出时，石墨烯研究尚未获诺贝尔奖，但已是学术界热点。

　　人们常见的石墨，是由一层层以蜂窝状有序排列的碳原子堆叠而成，层与层之间作用力较弱，可以相互剥离形成薄薄的石墨片。当石墨被剥离到单层、只有一个碳原子厚度时，所得到的石墨片就是石墨烯。

　　很长时间里，石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。直至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，成功地在实验中将石墨烯从石墨中分离，才证实了石墨烯可以单独存在。而这个惊世的开创性实验，却被诺沃肖洛夫评价为是“中学生都可以完成的实验”。

　　2004年，诺沃肖洛夫和他的导师海姆，以铅笔芯的主要成分——石墨为实验对象，成功通过机械微应力技术，将石墨分离成较小的碎片，最终得到了石墨烯这种新型超薄材料。当时，两人领导的研究小组利用透明胶带，将一张纸上的铅笔笔迹进行反复粘贴与撕开，使得石墨片的厚度逐渐减小，最终他们通过显微镜在大量的薄片中寻找到了厚度只有0.334纳米的石墨烯，而20万片石墨烯加在一起，才相当于一根头发丝的厚度。

　　6年后，海姆和诺沃肖洛夫获得了诺贝尔物理学奖。当时，诺贝尔奖委员会发言人激动地说，通常诺奖只奖励那些已经得到广泛实际应用的研究成果，但这一次，委员会强烈认为应当明确认可石墨烯这种有巨大潜能的新型材料。

　　由此，目前世界上最薄、最硬的材料——石墨烯逐渐走入大众的视野。

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