生而不凡——新材料之王石墨烯

手机充电只需几秒钟？史上最薄电灯泡？光驱动飞行器？关于石墨烯非凡应用的新闻不断出现在人们的视野当中，似乎石墨烯已经成为了无所不能的超级材料。石墨烯是什么?到底有什么特性让它备受推崇?

石墨烯是从石墨材料中剥离出来的，它由碳原子组成，并且只有一层原子厚度，是一种二维晶体。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。

实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。

石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可以通过实验来验证，例如电子无视障碍、实现幽灵一般的穿越。但更令人感兴趣的，是它那许多“极端”性质的物理性质。

作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪。”

石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克可以承受一只猫的重量。

难以想象的是，石墨本身几乎是最软的矿物质(莫氏硬度只有1-2级)，“切”成一个碳原子厚度的薄片时，“性格”会发生如此之大的变化，石墨烯的硬度比莫氏硬度10级的金刚石还要高，但却又有很好的韧性，可 以弯曲。

因为只有一层原子，电子的运动被限制在一个平面上，石墨烯也有着全新的电学属性。石墨烯是世界上导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。

石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。据 相关专家分析，用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。

另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最

小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

石墨烯具有很强的化学敏感性，可以制成高效探测器等。涂有石墨烯的传感器可以检测到含有用于炸药、氨等化学物质的低浓度的蒸汽。

石墨烯的这些特性注定要给诸多产业带来翻天覆地的变化。虽然现在仍有制备上的困难和成本限制等问题，但已经有一些优秀研究成果问世，展现了极佳的研发前景。

（来源：凤凰网，2015-06-29 ，有删改 ）

12.第一段连用好几个问句，有何作用？（3分）

13.下列加点词语能否删去？为什么？（4分）

① 难以想象的是，石墨本身几乎是最软的矿物质(莫氏硬度只有1-2级)。

② 虽然现在仍有制备上的困难和成本限制等问题，但已经有一些优秀研究成果问世，展现了极佳的研发前景。

14.请根据文意，给“石墨烯”下一个定义。（3分）

15.请根据文中的描述，以石墨烯为原材料，合理想象并设计一种产品，要求能充分凸显出石墨烯的非凡作用，并附有简要产品说明。（4分）

12.通过几个问句，写出了关于石墨烯的各种非凡应用，引出下文对石墨烯相关内容的介绍，激发读者的阅读兴趣。（3分）

13.①不能删去。“几乎”表示绝大部分，若删去，句子就变成“石墨本身就是最软的矿物质”，太过绝对，与原意不符，体现了说明文语言的准确性。（2分）

②不能删去。“现在”限定了时间范围，若删去，句子就变成“会一直有制备上的困难和成本限制等问题”，与原意不符，体现了说明文语言的准确性。（2分 ）

14.石墨烯是本来就存在于自然界的，从石墨材料中剥离出来的，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。（3分）

15.能根据文意，自圆其说即可。（共4分，产品2分，产品说明2分。）