具有革命性的新材料石墨烯究竟是怎样的，有什么特性？

一、石墨烯为什么被誉为新材料之王（黑金）？
      石墨烯作为世界上目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯因此被誉称为“黑金”，是“新材料之王”，许多科学家甚至开始预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构。这种石墨晶体薄膜的厚度只有0.335纳米，如果把20万片薄膜叠加到一起，仅仅有一根头发丝那么厚。
      早在2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁•诺沃肖洛夫（Kostya Novoselov），成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，他们两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
      石墨烯原本就存在于自然界，仅仅是难以剥离出单层结构。实际上石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。实际上用铅笔在纸上轻轻划一下，留下的痕迹可能是几层甚至仅仅一层石墨烯的厚度。
      在人类发现石墨烯之前，全球很多物理学家观点认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。因此，石墨烯的发现当时震撼了凝聚体物理学学术界。尽管全球理论界和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯在实验中依然被制备出来。石墨烯对世界物理学基础研究拥有十分特殊意义，原因是它让一些此前只能通过“纸上谈兵”的量子效应可以通过实验来验证，比如电子无视障碍、它能够实现幽灵般的穿越。但更令科学家感兴趣的，是石墨烯拥有许多“极端”的物理性质。
二、石墨烯新应用助力敦煌飞天文化不断“升温”
      借助中国材料学的不断进步，敦煌壁画如今“飞入寻常百姓家”，成为传统文化与现代科技相结合的精美产品。在甘肃省酒泉市经济技术开发区内，一种名为“敦煌系列石墨烯发热卷轴画”的新产品引人注目。石墨烯发热画是将敦煌壁画艺术与现代石墨烯科技相结合，该卷轴画主题均为敦煌壁画经典内容，由敦煌石粉彩绘技艺非遗传承人操刀绘画，成品既可以当作艺术品用来观赏、装饰，也可以作为“暖气”智能调节温度，艺术性与实用性兼具。
三、石墨烯的十分重要特性及功能有哪些？
      石墨烯不但是最薄的材料，同时也是最强韧的材料，值得一提的是，石墨烯的断裂强度比最好的钢材还高200倍。石墨烯有很好的弹性，拉伸幅度能达到本身尺寸的20％。假如用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克可以承受一只猫的重量。
      令人难以想象的是，石墨本身几乎是最软的矿物质（莫氏硬度只有1~2级），假如“切”成一个碳原子厚度的薄片时，石墨烯的“性格”会发生如此之大的变化。石墨烯的硬度比莫氏硬度10级的金刚石还要高，但它却有非常好的韧性，并且可以弯曲。
      石墨烯外围只有一层原子，因此电子的运动被限制在一个平面上，石墨烯也有全新的电学属性。值得一提的是，石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远超过电子在一般导体中的运动速度。
      石墨烯最有潜力的应用是成为硅的替代品，比如制造超微型晶体管，制造未来的超级计算机。据权威专家分析，假如采用石墨烯取代硅，那么计算机处理器的运行速度将会快数百倍。需要特别指出的是，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。同时它又十分致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。石墨烯这些重要特征使得它十分适合作为透明电子产品的原料，比如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。
      石墨烯具有很强的化学敏感性，能够制成高效探测器等。比如涂有石墨烯的传感器能够检测到含有用于炸药、氨等化学物质的低浓度的蒸汽。