为什么石墨烯是一种超材料？
按重量计算，石墨烯的强度是钢的200 倍。它比纸轻 1,000 倍。
它是98% 透明的。在室温下，它的导电性比任何其他已知材料都要好。
它可以将任何波长的光转换为电流。
而且，值得一提的是，石墨烯是由碳制成的，碳是宇宙中第四丰富的元素，所以资源非常丰富
石墨烯从其结构中获得超能力。如果你能放大到最近，你会看到一片石墨烯看起来像一个原子级的蜂窝。单个碳原子以类似于铁丝网的六边形图案排列。石墨烯片中的每个碳原子都与其他三个碳元素共同连接，这使石墨烯具有令人难以置信的强度。
为什么石墨烯的导电性这么好？同样，由于这些碳原子的键合方式。每个碳原子的外壳都有四个电子，但其中只有三个电子与其相邻的三个碳原子共享。剩下的电子被称为pi 电子，它可以在三维空间中自由移动，这使得它可以几乎没有阻力地在石墨烯片上传输电荷。事实上，在任何已知物质中，石墨烯是室温下导电速度最快的导体。
石墨烯将如何改变生活？
纳米技术教授兼剑桥石墨烯中心主任安德里亚法拉利说，超导电性还有几十年的时间，但革命性的基于石墨烯的产品将更快地推向市常
“到 2024 年，市场上将出现各种各样的石墨烯产品，”法拉利说，“包括电池、光子学、夜视相机等等。”
多年来，消费者一直期待石墨烯的电池。我们所有小电子设备中的锂离子电池充电速度都相对较慢，很快就会流失电量并在一定次数的循环后烧坏。这是因为为锂离子电池供电的电化学过程会产生大量热量。
但由于石墨烯是世界上最高效的电导体，因此在充电或放电时产生的热量要少得多。基于石墨烯的电池有望实现比锂离子电池快 5 倍的充电速度、3 倍的电池寿命和 5 倍的更换周期。
三星等电子公司正在积极开发用于智能手机和其他小电器的石墨烯电池，但最早上市时间是2021 年。至于电动汽车中的石墨烯电池这可能会大大增加它们的行驶半径这还需要几年的时间。整个行业都建立在锂离子技术之上，不会一夜之间改变。
“电池行业非常保守，” Graphanea 的首席执行官耶稣德拉富恩特说，该公司为学术研究人员和研发部门制造和销售纯石墨烯的芯片。“它可能每五到十年改变几次电池的成分，这使得在这个行业推出新产品非常困难。
石墨烯的其他用途
虽然石墨烯电池可能最先上市，但研究人员正忙于为这种神奇材料开发其他用途。
生物传感器是一个大的创新。想象一个非常薄且灵活的芯片，它可以注入血液中监测胰岛素水平或血压等实时健康数据。或者一个石墨烯接口，它来回向大脑发送信号，以检测即将到来的癫痫发作，甚至能预防它。薄的、可拉伸的传感器也可以佩戴在皮肤上或编织到衣服的织物中。
光子学是另一个已经结合石墨烯的领域。通过将石墨烯集成到光敏芯片中，相机和其他传感器可以大大提高对可见和不可见光谱中最微弱光波的灵敏度。这不仅会提高相机和望远镜的图像质量，还会提高医学图像的质量。
过滤是石墨烯的另一个有前景的应用。用石墨烯聚合物制成的简单水净化过滤器可以与饮用水中的有机和无机污染物结合。Graphene Flagship 的研究人员还开发了基于石墨烯二极管的脱盐技术，可以从海水中去除 60% 以上的盐分，用于农业和其他用途。
