石墨烯什么时候发现的

在本质上，石墨烯是分离出来的单原子层平面石墨。按照这说法，自从20世纪初，X射线晶体学的创立以来，科学家就已经开始接触到石墨烯了。1918年，V. Kohlschütter 和 P. Haenni详细地描述了石墨氧化物纸的性质（graphite oxide paper）。1948年，G. Ruess 和 F. Vogt发表了最早用穿透式电子显微镜拍摄的少层石墨烯（层数在3层至10层之间的石墨烯）图像。

关于石墨烯的制造与发现，最初，科学家试着使用化学剥离法（chemical exfoliation method）来制造石墨烯。他们将大原子或大分子嵌入石墨，得到石墨层间化合物。在其三维结构中，每一层石墨可以被视为单层石墨烯。经过化学反应处理，除去嵌入的大原子或大分子后，会得到一堆石墨烯烂泥。由于难以分析与控制这堆烂泥的物理性质，科学家并没有继续这方面研究。还有一些科学家采用化学气相沉积法，将石墨烯薄膜外延生长（epitaxial growth）于各种各样基板（substrate），但初期品质并不优良。

2004年，曼彻斯特大学和俄国切尔诺戈洛夫卡微电子理工学院（Institute for Microelectronics Technology）的两组物理团队共同合作，首先分离出单独石墨烯平面。海姆和团队成员偶然地发现了一种简单易行的制备石墨烯的新方法。他们将石墨片放置在塑料胶带中， 折叠胶带粘住石墨薄片的两侧，撕开胶带，薄片也随之一分为二。不断重复这一过程，就可以得到越来越薄的石墨薄片，而其中部分样品仅由一层碳原子构成——他们制得了石墨烯。当然，仅仅是制备是不够的。通常，石墨烯会隐藏于一大堆石墨残渣，很难得会如理想一般地紧贴在基板上；所以要找到实验数量的石墨烯，犹如东海捞针。甚至在范围小到1 cm2的区域内，使用那时代的尖端科技，都无法找到。海姆的秘诀是，如果将石墨烯放置在镀有在一定厚度的氧化硅的硅片上。 利用光波的干涉效应，就可以有效地使用光学显微镜找到这些石墨烯。这是一个非常精准的实验；例如，假若氧化硅的厚度相差超过5%，不是正确数值300nm，而是315nm，就无法观测到单层石墨烯。

学者研究在各种不同材料基底上面的石墨烯的可见度和对比度，同时也提供一种简单易行可见度增强方法。另外，使用拉曼显微学（Raman microscopy）的技术做初步辨认，也可以增加筛选效率。

2004年，康斯坦丁-诺沃肖罗夫教授和安德鲁-盖姆教授首次分离出石墨烯。他们利用胶带剥离石墨上的薄层，而后将其放在硅片上并借助显微镜进行观察以进行确认。

于2005年，同样曼彻斯特大学团队与哥伦比亚大学的研究者证实石墨烯的准粒子（quasiparticle）是无质量迪拉克费米子（Dirac fermion）。类似这样的发现引起一股研究石墨烯的热潮。从那时起，上百位才学兼优的研究者踏进这崭新领域。

每当石墨被刮磨时，像用铅笔画线时，就会有微小石墨烯碎片被制成，同时也会产生一大堆残渣。在2004/05年以前，没有人注意到这些残渣碎片有什么用处，因此，石墨烯的发现应该归功于海姆团队，他们为固体物理学发掘了一颗闪亮的新星。

石墨烯作为一种新型材料备受追捧，很多不同领域的产品制造商都在想尽办法蹭石墨烯的热度，那么到底什么是石墨烯呢，这种材料有何特别之处呢，那些蹭热度的产品是不是真的呢？

在整个宇宙之中，所有的物质都是由不同的元素所构成的，但同一种元素却并非只能构成同一种物质，元素通过不同的结构进行组合就能够形成不同的物质。以碳元素为例，当一个碳原子周围有四个碳原子，它们以共价键的方式相结合，且周围的四个碳原子与中心的碳原子形成一个正四面体结构的时候，就组成了一种物质，我们叫它钻石。因为碳原子之间是以很强的共价键结合的，所以钻石的硬度很高，又被称为金刚石。钻石的硬度很高，但另一个同样由碳原子所组成的物质却十分光滑，它就是石墨。

当碳原子通过化学键结合成诸多正六边形的结构，就组成了一个层，很多层叠在一起就组成了石墨。

在石墨中，同一层的碳原子依靠化学键结合，而层与层之间却没有化学键，它们是依靠原子间的弱碱性电性吸引力结合在一起的，所以同一层碳原子的结合非常牢固，而层与层之间则是可以滑动的，而这种层与层之间的滑动就是石墨光滑特性的根源。那么什么是石墨烯呢？很简单，石墨烯就是单层的石墨，如果将石墨的一层结构单独拿出来，那就是石墨烯。

石墨烯的发现是在2004年，而在此之前，科学家们一直断定类似于石墨烯的物质是不会存在的，为什么呢？原因很简单，我们身处在一个三维空间之中，所有的事物都是三维结构的，像石墨烯这种二维结构的物质不可能存在于三维空间之中。

一张纸是不是二维结构呢？当然不是，纸是三维结构物质，它是立体的，拥有长宽高，只不过高度，也就是厚度很薄而已。

但石墨烯就不同了，它基本上可以说是一种二维结构物质，石墨烯就是单层石墨，它的结构是平面的，厚度为一个原子，那么这一个原子到底有多厚呢？我们知道，纳米这个单位是很小的，一纳米就等于10∧-9米，而单层石墨的厚度为0.355纳米，很薄很薄，薄得没有办法再薄。

二维结构的物质无法存在于三维空间之中，这是一个常识，但有人就偏偏不信邪。这两个不信邪的人，一个叫做安德烈·海姆，另一个叫做诺沃肖洛夫，他们都来自于英国曼彻斯特大学。这两个人就想啊，一定有什么办法能够获得单层的石墨，毕竟石墨的结构具备这种潜力，同层原子的结构牢固，而层与层之间却没有化学键相连。

那么怎么能把单层石墨弄出来呢？先别想那么多，先尽量把石墨弄薄再说，于是他们采用了一个非常简单的办法，就是用胶条粘。

当我们在纸上写错字的时候，就会用胶条把错字粘下来，这种技术早在三四十年以前就出现了，而我们粘下来的其实是纸张的表面一层。胶条能够粘下纸上的表层，自然也能粘下石墨，于是一层薄薄的石墨被粘下来了，不过此时的石墨距离单层石墨还有十万八千里，没关系，再粘，用另一个胶条把粘有石墨的胶条再粘一下，就又得到了更薄的一层石墨，如此往复，最终就获得了单层石墨，也就是石墨烯。

别看发现石墨烯的过程似乎并不太过复杂，但这一发现却斩获了2010年的诺贝尔奖，原因就是人类首次在三维空间中发现了二维结构物质。

那么石墨烯这种材料到底有何特别之处呢？

石墨烯具有很多优点，由于碳原子之间通过化学键结合相当牢固，所以石墨烯是一种又薄强度又大的物质，且具有很好的拉伸性。再者，石墨烯的导电性能和导热性能都十分优异，金属具有良好的导电性，而在金属之中导电性能最好的就是银，而石墨烯的导电性比银还要好。

石墨烯有如此众多的好处，在实际应用中又能做些什么呢？相

必大家一定都听过石墨烯电池，为什么要用石墨烯做电池呢？我们现在很多电子设备中所使用的电池都是锂电池，锂电池的缺点就是电阻大，所以如果电流过大，电池就会发热烧毁，因为给手机充电必须控制电流，控制了电流，充电速度自然就慢。而石墨烯电阻很低，导电性很好，如果用石墨烯制作电池，那么就可以用很大的电流来进行充电，那充满电就是分分钟的事了。不过包括石墨烯电池在内，关于石墨烯在各个领域的实际应用还尚需时日，从研制到研制成功，从研制成功到投入实际应用，这个过程还是很长的。

康斯坦丁·诺沃肖洛夫

康斯坦丁·诺沃肖洛夫（又译为克斯特亚·诺沃塞洛夫，康斯坦丁·诺沃舍洛夫 ，Konstantin Novoselov 或Kostya Novoselov俄语：Константин Новосёлов，1974年8月23日－） [1]  ，毕业于奈梅亨大学，俄罗斯物理学家，英国曼彻斯特大学教授，因发现石墨烯而与安德烈·海姆一同获得2010年诺贝尔物理学奖。

10月5日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。海姆和诺沃肖洛夫于2004年制成石墨烯材料。这是目前世界上最薄的材料，仅有一个原子厚。自那时起，石墨烯迅速成为物理学和材料学的热门话题。新华社/法新

瑞典皇家科学院认为，海姆和诺沃肖洛夫的研究成果不仅带来一场电子材料革命，而且还将极大促进汽车、飞机和航天工业的发展。

现年51岁的海姆和36岁的诺沃肖洛夫已共事多年。最初，他们各自在俄罗斯进行物理学的学习和研究。后来，诺沃肖洛夫成为海姆的一名博士生。两人先是在荷兰进行研究项目，后定居英国，现在两人都是英国曼彻斯特大学的教授。

海姆和诺沃肖洛夫将分享1000万瑞典克朗（约合146万美元）的诺贝尔物理学奖奖金。 与往年相同，物理学奖是今年公布的第二个诺贝尔奖项。接下来的几天里，诺贝尔化学奖等其他奖项将逐一揭晓。

石墨烯出现在实验室中是在2004年，当时，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，经过5年的发展，人们发现，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。 因此，两人在2010年获得诺贝尔物理学奖。 　石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中，电子能够极为高效地迁移，而传统的半导体和导体，例如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，目前一般的电脑芯片以这种方式浪费了70%-80%的电能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非同寻常的优良特性。

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

中国科学家发明石墨烯快速制备方法

浙江大学高分子系的高超教授课题组找到一条适用于大规模制备的“绿色路线”，使单层石墨烯一小时成形，效率提高十倍以上。

2004年安德烈·K·海姆教授和康斯坦丁·诺沃肖洛夫首次制备石墨烯。

2010年因在二维石墨烯材料的开创性实验，两人获得诺贝尔物理学奖

2010年诺贝尔物理学奖将授予英国曼彻斯特大学两位俄裔科学家：安德烈。海姆和康斯坦丁。诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料开发领域的“突破性研究”。这种最薄、也最坚硬的“超级材料”来自于常见的铅笔芯。

最薄但也最硬

石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，这种二维石墨晶体薄膜的厚度只有一个碳原子厚，强度却是钢材的100倍。它是目前室温导电速度最快、力学强度最大、导热能力最强的材料。

2004年，以铅笔芯主要成分———石墨为实验对象，海姆和诺沃肖洛夫成功通过机械微应力技术，将石墨分离成较小的碎片，最终得到了石墨烯这种新型超薄材料。当时，两人领导的研究小组利用透明胶带，将一张纸上的铅笔笔迹进行反复粘贴与撕开，这使得石墨片的厚度逐渐减小，最终他们通过显微镜在大量的薄片中寻找到了厚度只有0.34纳米的石墨烯，而20万片石墨烯加在一起，才相当于一根头发丝。

推动电子革命

瑞典皇家科学院称，石墨烯将推动新型材料的研发，并引发电子产品的新革命。“由于它基本上是透明的，而且有极好的导电性，石墨烯很适合制作透明的触摸屏，轻型显示屏，甚至太阳能电池。”

诺贝尔奖委员会发言人称，通常诺奖只奖励那些已经得到广泛实际应用的研究成果，但这一次，委员会强烈认为，应当明确认可石墨烯这种有巨大潜能的新型材料。

海姆现年51岁，拥有荷兰国籍，诺沃肖洛夫则年仅36岁，拥有英国和俄罗斯双重国籍，两人都出生和长大在俄罗斯。诺沃肖洛夫则是1973年以来最年轻的诺奖获得者。