大家好！我是不图摆烂的图柏岚，今天为大家解读石墨烯为什么被称作材料之王？究竟天然的石墨烯有什么独到之处？十五年间是否它早已无处不在？

本世纪10年代初的发现，石墨烯正式登上历史舞台

石墨烯，这种被誉为“神奇材料”的二维碳材料，自从被发现以来，就以其卓越的物理性能吸引了全球科学家和工程师的目光。

现实却打了他们耳光，从实验室走向市场的道路并非一帆风顺。

石墨烯的“超能力”

石墨烯的发现，如同揭开了材料界的新篇章。它的厚度仅有0.355纳米，却拥有超过钢铁数十倍的强度。

石墨烯作为一种由单层碳原子组成的二维材料，以其超薄的厚度、极高的机械强度、出色的导电和导热性能而被誉为“材料之王”。

据测试，它是迄今为止自然界中最强的二维材料，强度通常为普通钢材料的数十倍。

有人曾测算，一块1平方米的石墨烯吊床足以承受一只4公斤重的猫，而且该吊床的重量仅为0.77毫克，比猫的腮须还轻，肉眼根本看不到。

在材料大家族中，石墨烯只是个晚辈

海姆和诺沃肖洛夫领导的研究小组，将石墨片黏在两片特殊的胶带之间，撕开胶带，石墨片就被减薄，一分为二。

如此反复操作，薄片越来越薄，最终在显微镜下发现了石墨烯。它的厚度只有0.34纳米，一片1毫米厚的石墨片，由近300万层石墨烯堆垛而成。

石墨烯拥有完美的对称正六边形结构，非常稳定，而且各个碳原子之间的连接很柔韧，即使受到外力冲击，也可以通过弯曲变形来维持稳定。

这一独特结构使石墨烯几乎集合了世界上众多材料的最优质品质。

一度认为自然界中不存在天然石墨烯

天然石墨烯是一种在自然界中发现的石墨烯形式。石墨烯是一种由单层碳原子以蜂窝状排列组成的二维材料，具有许多独特的物理和化学性质。

不同于人工合成的石墨烯，天然石墨烯是在特定地质条件下自然形成的。科研人员在嫦娥五号带回的月壤样本中，首次发现了天然形成的少层石墨烯，这一发现为人们认识月球的地质活动，和演变历史提供了新见解。

日本北海道大学的研究团队，在南非富含黄金的巴伯顿绿岩带，发现了天然石墨烯，这种石墨烯，可能在低于300摄氏度的温度下形成，为开发更节能的生产方法提供了可能性。

石墨烯的合成技术未成熟

石墨烯的合成技术尚未完全成熟。目前，主要的合成方法包括机械剥离法、化学气相沉积法（CVD）、氧化还原法等。这些方法各有优势和局限性。

在石墨烯的合成过程中，如何控制石墨烯的品质是一个关键问题。

石墨烯的层数、缺陷密度、晶界等都会影响其性能。如何获得具有一致性和高质量石墨烯材料仍然是一个挑战。

如何实现石墨烯的规模化生产，是一个重要的产业化问题。需要开发能够满足，工业需求的石墨烯合成技术。

首次在月背的土壤里，天然石墨烯的发现，不仅丰富了对石墨烯来源的认识，也可能为未来的材料科学，和相关技术发展带来新的启示。

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