石墨烯真的有那么神奇吗？

众所周知，我们生活在一个三维空间中，而在石墨烯出现之前，所有已知的元素也都是以三维结构存在的。但是，石墨烯的结构是惊人的。说白了就是单层石墨，一种存在于二维空间的材料。石墨烯的学术定义:一种基于sp的定义？杂化碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构。

石墨烯因其独特的二维结构而成为一种有价值的材料。首先，它轻得令人难以置信，但却极其坚固。其强度是钢的300倍，但柔韧性好。而石墨烯是一种近乎完美的导热材料，导热系数高达3000-5000 W/m·k，可以秒杀几乎所有金属的导热系数。此外，由于石墨烯的特殊结构，它具有极高的电子迁移率，即电子可以像进入无人区一样在石墨烯上自由迁移。

说起石墨烯，几乎众所周知，其优异的电学和力学性能被誉为世界上最强的晶体之一，在电子芯片、光学仪器、生物医学、电磁和传感器领域有着广泛的应用。可以说，无论是军用还是民用，都将是未来应用广泛的新材料，前景广阔。

众所周知，传统芯片是硅基材料，而中科院是用石墨烯这种新材料做碳基芯片，所以两种芯片材料不同，性能也不同。石墨烯芯片比传统硅基芯片处理电信号的能力更强，稳定性也有了很大的提高。

在石墨烯发现之前，大多数物理学家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，它的发现立即震惊了凝聚态物理学界。虽然理论界和实验界都认为完美的二维结构不可能在非绝对零度下稳定存在，但实验中可以制备单层石墨烯。这项具有挑战性的物理发现在产业化过程中极其困难。目前常见的石墨烯粉体生产方法有机械剥离法、氧化还原法和SiC外延生长法，薄膜生产方法有化学气相沉积法(CVD)，但大多停留在实验室制备阶段，难以量产。

其次，从表面化学的角度来看，石墨烯有很多潜在的应用价值。但由于缺乏适合传统化学方法的样品，在化学领域的研发和应用还存在诸多困难，短期内恐怕难以取得重大突破。目前，我国在工商部门注册的企业有1680家，其经营范围包括石墨烯相关业务。中国有29个石墨烯产业园，54个石墨烯研究院，8个石墨烯产业创新中心，12个石墨烯联盟。

从石墨烯领域发表的论文数量来看，中国自2011以来一直领先全球，目前占全球三分之一以上。石墨烯领域的专利申请量也是中国最多，约占全球的70%。

总的来说，石墨烯的很多相关产品还处于研发和概念机阶段，离大规模制造和商业化还很远。