当石墨烯入侵计算机……

　　若干年后，当你用完手持计算设备，随手卷成一团塞进裤子口袋时，就说明石墨烯这种神奇材料已经全面入侵了计算和通信产业。

　　不久前刚刚出炉的诺贝尔物理奖令很多人都印象深刻，毕竟不是每个诺奖的实验工具都像胶带纸一般亲民常见，连带着那个用胶带纸就能剥离的石墨烯（Graphene）也引发了公众的好奇心。诺贝尔颁奖仪式上，组委会曾对获奖的盖姆（Geim）和诺沃肖洛夫（Novoselov）的研究做出了高度评价，认为这也许能和“爱迪生发明电灯一样伟大”。

　　石墨烯是什么？现在也许很多人尚不清楚。但若干年后，当你用完手持计算设备，随手卷成一团塞进裤子口袋时，就说明石墨烯这种神奇材料已经全面入侵了计算和通信产业，在它的全面改造下，电子产品如橡皮般任意伸缩已是寻常。

　　柔软的透明电极

　　其实，在很多电子设备中，如电子表、计算器、电视机、液晶显示器、触摸屏等都需要用到透明的导电材料作为电极，人们的生活也无法离开透明电极的存在。传统的透明电极用的是氧化铟锡，由于铟的价格高昂和供应受限，而且这种材料比较脆，缺乏柔韧性，并且昂贵得需要在真空中层沉积。很长一段时间以来，科学家们都在致力于寻找它的替代品。除了透明、导电性好、容易制备等要求，材料本身的柔韧性若比较好的话，将适合用来做“电子纸”或者其他可以折叠的显示设备，而石墨烯在未来最有希望成为透明电极的替代材料。

　　石墨烯独特的电学、光学等性质决定了它有广阔的应用前景。它的导电性能像铜一样优秀，它的导热性能比已知的任何材料都要出色。对于石墨烯的开发和应用研究持续了近60年，但是普遍认为这样的二维材料是难以稳定地单独存在的，只有依附在三维的衬底表面或者像石墨那些的物质内部。直到2004年盖姆和他的学生诺沃肖洛夫通过实验，证明了石墨烯是可以单独稳定存在的，关于石墨烯的研究才获得了新发展。韩国三星公司和成均馆大学的研究人员利用化学气相沉积的方法获得了对角长度为30英寸的石墨烯，并将其转移到188微米厚的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜上，制造出了以石墨烯为基础的触摸屏。

　　研究者们在石墨烯上适当的位置印上银电极，用银电极把材料划分成3.1英寸大小的区域，当它同电脑上的控制软件连通时，它就能发挥触摸屏的作用了。

　　这个触摸屏的工作原理很容易理解，触摸屏由上下两层粘在PET薄膜上的石墨烯构成，没有接触的情况下，两层石墨烯被下层上放置的绝缘点阵阻隔而互不接触。当外界压力存在的时候，PET薄膜和石墨烯在压力下发生形变，这样上下两层石墨烯就发生接触，电路连通。接触的位置不同，器件边缘电极收集到的电信号也不一样，通过对电信号的分析，就可以确定是触摸屏上的哪个位置发生了接触。三星公司的成功，让人们看到，这种生成大尺寸石墨烯的方法完全适合于工业应用，而且相对于传统方法，成本低了很多。

　　如今，石墨烯可以通过很多种方法获得，不同的方法各有利弊。盖姆和诺沃肖洛夫获得石墨烯的方法很简单，他们用超市就能买到的透明胶带，从一块高序热解石墨中剥离出了仅有一层碳原子厚度的石墨薄片——石墨烯。这样方便但是可控性并不那么好，而且只能获得大小在一百微米以下石墨烯，能够拿来做实验，但是很难拿来做实际应用。化学气相沉积可以在金属表面上生长出数十厘米大小的石墨烯样品，虽然取向一致的区域大小最高只有一百微米，但是已经适合某些应用的产品生产需求。另外一种比较常见的方法是将碳化硅（SiC）晶体在真空中加热到1100摄氏度以上，使得表面附近的硅原子蒸发掉，而剩余的碳原子重新排布，也能获得性质相当不错的石墨烯样品。

　　新型的光电感应设备

　　石墨烯有非常独特的光学性质。虽然只有一层原子，但是它在整个可见光直到红外的波长范围内都可以吸收入射光的2.3%。据估计，这样的光电感应设备有可能能以500GHz的频率工作，用于信号传输的话，每秒钟可以传送5000亿个0或者1。

　　美国IBM托马斯沃森研究中心的专家们利用石墨烯，制造出了可以工作在10GHz频率的光电感应设备。首先，用“撕胶带法”在覆盖有300纳米厚二氧化硅的硅衬底上面准备好石墨烯小片，然后在上面做出间隔为1微米、宽度为250纳米的钯-金或者钛-金电极。这样，就得到了一个以石墨烯为基础的光电感应设备。

　　通过实验，研究者们发现，这种金属-石墨烯-金属结构的光电感应设备最高可以达到16GHz的工作频率，并且可以高速工作在从300纳米（近紫外）到6微米（红外）的波长范围内，而传统的光电感应管则不能对波长较长的红外光响应。石墨烯光电感应设备的工作频率还有很大的提高余地，优越的性能使得它有着广泛的包括通讯、遥控、环境监测在内的应用前景。

　　作为一种性质独特的新兴材料，关于石墨烯应用的研究层出不穷。将来，还有可能会在日常生活中出现石墨烯做的场效应管、石墨烯做的分子开关、石墨烯做的分子探测器..