英國曼徹斯特大學的研究人員安德烈·蓋姆和科斯提亞·諾沃謝夫最早發現，當石墨層薄到只有一個碳原子厚度時，其韌度和電特性都很突出。這一發現在科學界引起不小的轟動，不僅因為它打破了二維晶體無法真實存在的理論預言，更重要的是，石墨烯眾多特性可能會改變我們的生活。安德烈·蓋姆和科斯提亞·諾沃謝夫也因為在石墨烯領域的突出貢獻獲得諾貝爾獎。
“土辦法”制出新材料
科學家近日公開了一份賦予用戶“超強視覺”的隱形眼鏡制造計劃，來自美國密歇根大學的研究團隊說，這種隱形眼鏡內嵌入石墨烯，感光功能極佳，能夠偵測到可見光與不可見光，如紅外線一般，具有夜視功能。這一消息使石墨烯再次罩上神奇光環。
第一片單層的石墨烯的誕生并無多少“技術含量”。安德烈·蓋姆用透明膠帶在石墨上粘一下，這樣就會有石墨層被粘在膠帶上。然后把膠帶對折后，粘一下再拉開，這樣，膠帶兩端都有石墨層，石墨層又變薄了。如此反復，膠帶上的石墨層薄到只有一個碳原子的厚度時，石墨層也就變成了石墨烯。
科學家們在定義石墨烯的時候顯得有些為難。中科院半導體研究所研究員譚平恒告訴記者，蓋姆教授在2007年發表的石墨烯論文綜述中，對到底具有多少層碳原子的二維晶體結構才能稱為石墨烯進行了明確的界定：“單層、雙層、多層（3層至10層）材料由于仍然保持二維晶體特性，可稱為石墨烯。”
中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟2013年就石墨烯材料的定義給出標準，認為石墨烯是該標準定義的單層石墨烯、雙層石墨烯和少層石墨烯（3層至10層）的統稱。譚平恒認為，如何鑒別廣義石墨烯層數是目前石墨烯研究和產業化發展亟需解決的問題。
盡管“名”還不正，但各國已表現出足夠熱情。2013年1月，歐盟將石墨烯列為“未來新興技術旗艦項目”之一，計劃10年提供10億歐元資助；英國在2012年底宣布將追加投資2150萬英鎊資助石墨烯商業化進程，并建立一個國家級研究機構；美國、韓國、日本則分別在石墨烯制造電腦芯片和晶體管領域、柔性觸摸屏和柔性有機電致發光器件領域、透明導電膜和散熱膜領域走在世界前列。
據不完全統計，當前世界上做石墨烯規模制備的公司有50多家，其中我國就有十幾家，不少研究成果已居世界前沿。
挑戰各種“不可能”
憑借其特殊的物理結構和特質，石墨烯可以在多個領域帶來顛覆性的變革。
如果將其成功用于超級電容器或鋰離子電池的電極材料，套用當下比較流行的話，“媽媽再也不用擔心我的電池了”。據中國科學院山西煤炭化學研究所陳成猛博士介紹，儲能材料有兩個關鍵指標，一是導電性，石墨烯是目前世界上電阻率最小的材料，電子在石墨烯二維平面上自由遷移，就好比汽車開上高速公路一般暢通無阻；二是比表面積，這直接影響儲能材料的比容量，也就是電池的續航能力。所有組成石墨烯的碳原子都在表面，對于儲能都是有效的，一點都不浪費。“只用5分鐘手機就可以完成充電，而且可以用3天甚至更長。”陳成猛介紹說，這一應用可能會為電動車動力電池開啟新的窗口，在節能環保方面有望突破。
手機、電腦等電子產品用久了會發熱，這是因為持續的工作產生的熱量無法通過散熱片及時與外界交換。隨著高功率電子產品的更新換代，對散熱的要求越來越高，而這恰恰是石墨烯的機會。
據陳成猛提供的資料，室溫下石墨烯的理論導熱系數高達5300瓦/米·開爾文，美國在實驗室已測到單片石墨烯熱導率超過4000瓦/米·開爾文，這超越了碳納米管、金剛石和高定向石墨，并遠遠高于導熱性能最好的金屬銅達一個數量級。“但這些性能都是基于一個非常微觀的納米尺度，看不見、摸不著，真正應用于實際就比較困難。”陳成猛說，依據石墨烯高導熱的性能，他們研究所已成功將石墨烯和碳纖維復合成新的薄膜，導熱率能超過1100瓦/米·開爾文。
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