中国科学家曹原在Nature发表石墨烯超导研究，或将革新能源传输与医疗技术

近日，科技界又传来一个大新闻：3月5日，《自然》杂志报道了22岁的中国科学家曹原的重要研究成果。只要将两层石墨烯旋转到特定角度并叠加，就能实现零阻力飞行。传导电子。

这意味着什么？让小乐平复一下激动的心情，慢慢地告诉你——

超导体在传导过程中几乎没有能量损失，但需要昂贵的低温液体来维持其应用的低温环境。如果石墨烯能够在不与冷却剂分离的情况下实现超导，不仅会节省昂贵的冷却成本，还会给能量传输、医疗扫描仪等相关领域带来革命性的变化。

在为中国年轻天才喝彩的同时，你是否也好奇，为何如此牛逼的功能“主角”是石墨烯？今天小乐就带大家走进石墨烯的神奇世界。

石墨烯是目前最薄、最硬的纳米材料。简单来说，它是由石墨剥离的一层碳原子组成的二维晶体。被公认为21世纪的“革命性材料”。

石墨烯的魔力超乎你的想象。我们先来谈谈导电率。

石墨烯只有一层碳原子，因此不仅结构非常稳定，而且具有更强的导电性。石墨烯的电子可以以每秒1000公里的速度行进，远远超过普通导体中电子的速度。因此，科学家有望利用石墨烯制造下一代超高频电子设备。未来，计算机处理器的运行速度可以比现在快十倍甚至数百倍。

这一特性决定了石墨烯是电池的完美搭配。在电能存储领域，石墨烯是一颗耀眼的“明星”。 2016年的一次贸易博览会上，一款石墨烯充电宝引起了很多人的关注。只需10分钟即可充满6000mAh电量。我们可以大胆想象，未来的某一天，电动汽车将广泛使用石墨烯电池，仅需几分钟即可充满电。比去加油站加油方便多了。多么令人兴奋啊！

以前我们都知道银是最好的导热材料，但现在研究发现石墨烯才是导热界的“领头羊”。其导热系数是银的10倍。优异的导热性能可满足LED照明、计算机、卫星电路、手持终端等大功率、高集成系统的散热需求。

小乐还记得，上学的时候，老师总是说钻石是自然界中最坚硬的物质。如今，石墨烯已经轻松将钻石挤出“自然界最坚硬物质”的宝座。有多难？这么说吧，它的断裂强度比最好的钢材高出200倍。如果我们日常使用的塑料袋是由石墨烯制成的，那么它可以承受约两吨重的物品。

这种硬质材料超薄、超轻，而且几乎是透明的。其透光率高达97.7%。厚度仅为0.3纳米左右，相当于A4纸厚度的十万分之一。一块1毫米厚的石墨可含有约300万层石墨烯。如果你用铅笔轻轻地划过一张纸，纸上留下的痕迹就含有多层石墨烯。

而且，如此薄的材料密度如此之大，即使是最小的气体原子（氦原子）也无法穿透它。

虽然石墨烯一直存在，但它真正进入公众视野是在2004年。此前人们认为这种只有一个原子厚度的二维材料是一种假想的结构，直到两位英国科学家从石墨中分离出石墨烯，并证实它可以单独存在。他们还共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。

分离的过程也很可爱。两位科学家从高度定向的热解石墨上剥离石墨片，并在石墨片的两面粘上特殊的胶带。当胶带被撕掉时，石墨片可以分成两半。通过继续这个过程，科学家们最终获得了仅由一层碳原子组成的薄片。这是人类第一个获得的石墨烯。短短十几年的时间，石墨烯因其巨大的潜力和广泛的适用行业，成为当前科技界炙手可热的“网红”。

当然，有如此神奇的材料，历来重视科技研发的各国军方肯定不会忽视。

小乐从收集到的信息中发现，一些国家已经将石墨烯应用于军事武器装备中。可以提高设备的防护和隐身性能。 2013年，有国家制备出石墨烯基红外隐身涂料。

石墨烯在提高传感器灵敏度、促进小型化方面也有奇效。 2014年，一些研究人员将石墨烯夹在镜片之间，构建了一种可以捕捉可见光和红外线的传感器。这些镜片可以做得比指甲还小，然后与隐形眼镜、微型红外夜视镜、超灵敏探测器和超薄可折叠显示器结合成为可能。由石墨烯器件制成的计算机极大地提高了存储和计算能力，在装备设计制造模拟、战场模拟、情报分析等方面具有重要意义。

过去人们常说：“没有钻石，就别做瓷器工作”。未来会不会变成“没有石墨烯，就找不到瓷器工作”？石墨烯神奇的特性给了人们太多的想象空间……