隨著2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了石墨烯的發(fā)明者——兩位英國物理學(xué)家安德烈和康斯坦丁,，一時(shí)間科研圈掀起了一股石墨烯的研究熱潮。

　　同樣是2010年,，中科院化學(xué)所的研究人員經(jīng)過潛心研究發(fā)明了碳家族的新成員：石墨炔,，這是一個(gè)令人振奮的重大突破。

　　人們不禁會(huì)問石墨炔最近發(fā)展得如何,，石墨烯和石墨炔究竟孰優(yōu)孰劣,，誰更能主導(dǎo)未來的話語權(quán)？

　　碳家族的新成員

　　合成,、分離新的不同維數(shù)碳同素異形體是過去二三十年研究的焦點(diǎn),，科學(xué)家們先后發(fā)現(xiàn)了三維富勒烯、一維碳納米管和二維石墨烯等新的碳同素異形體,，這些材料均成為了國際學(xué)術(shù)研究的前沿和熱點(diǎn),。碳材料可廣泛應(yīng)用于鋰離子電池、超級(jí)電容器,、傳感器,、太陽能電池、催化載體以及納微電子器件等領(lǐng)域研究,。碳具有sp3,、sp2和sp三種雜化態(tài)，通過不同雜化態(tài)可以形成多種碳的同素異形體,，激起了科學(xué)家們對(duì)新型碳的同素異形體的研究興趣,，他們認(rèn)為該類碳材料具備優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)和光電性能,，將成為下一代新的電子和光電器件的關(guān)鍵材料,。就在這時(shí)，我國科學(xué)家經(jīng)過努力在世界范圍內(nèi)首次見證了碳家族新成員的誕生——石墨炔,。

　　稻草還是黃金,？

　　2010年，就在為石墨烯獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)歡呼雀躍之時(shí),，我國科學(xué)家首次宣布碳家族新成員石墨炔的誕生,。

　　2010年，中科院化學(xué)所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員利用六炔基苯在銅片的催化作用下發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),，成功地在銅片表面上通過化學(xué)方法合成了大面積碳的新同素異形體——石墨炔,，這是在世界上首次大面積制備出了石墨炔薄膜,。它具有豐富的碳化學(xué)鍵、大的共軛體系,、寬面間距,、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，被譽(yù)為是最穩(wěn)定的一種人工合成的二炔碳的同素異形體,。由于其特殊的電子結(jié)構(gòu)及類似硅優(yōu)異的半導(dǎo)體性能,，石墨炔可以廣泛應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體以及新能源領(lǐng)域,。

　　一直以來,，人們總渴望能夠獲得具有sp雜化態(tài)的碳的新同素異形體，從而獲得優(yōu)異的性能,。這么好的事情,，為什么外國人做不出來，而我國科學(xué)家做出來了,？

　　美麗的“意外”

　　通過訪問中科院化學(xué)所李玉良研究員,，我們了解到，石墨炔這一巨大的“意外”,，其實(shí)是該課題組多年的經(jīng)驗(yàn)積累,。

　　李玉良課題組從源頭的分子設(shè)計(jì)開始進(jìn)行研究，漸漸地試著合成一些分子的片段,。但是僅僅是量變是不夠的,，直到有一天意外靈感的迸發(fā)，李玉良研究員聯(lián)想到了一種化學(xué)的方法有可能使石墨炔大面積成膜,，即在銅片表面上通過化學(xué)方法原位合成石墨炔,，在這一過程中銅箔不僅作為交叉偶聯(lián)反應(yīng)的催化劑、生長基底,，而且為石墨炔薄膜的生長所需的定向聚合提供了大的平面基底,。

　　他們立即著手去做,，質(zhì)變發(fā)生了,，首次成功地獲得了大面積碳的新的同素異形體-石墨炔薄膜，世界震驚了,！

　　棋逢對(duì)手：石墨烯vs石墨炔

　　作為碳元素家族的新貴,，石墨烯自誕生以來就成為了“神奇材料”的代名詞。然而石墨炔的出現(xiàn),，再次刷新了“石墨烯”這一新詞的熱度,。二者棋逢對(duì)手，那么到底誰更勝一籌呢,？

　　先來說說石墨烯的非凡之處,。石墨烯既是最薄的材料,，也是最強(qiáng)韌的材料，斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍,。同時(shí)它又有很好的彈性,，拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄,、強(qiáng)度最高的材料,。石墨烯目前最有潛力的應(yīng)用方向，是成為硅的替代品,，制造超微型晶體管,，用來生產(chǎn)未來的超級(jí)計(jì)算機(jī)。用石墨烯取代硅,，計(jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行速度將會(huì)提升數(shù)百倍,。另外，石墨烯幾乎是完全透明的,，只吸收2.3%的光,，使得它非常適合作為透明電子產(chǎn)品的原料，如透明的觸摸顯示屏,、發(fā)光板和太陽能電池板,。

　　石墨炔，是繼富勒烯,、碳納米管,、石墨烯之后，一種新的全碳納米結(jié)構(gòu)材料,，具有豐富的碳化學(xué)鍵,、大的共軛體系、寬面間距,、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性,，被譽(yù)為是最穩(wěn)定的一種人工合成的二炔碳的同素異形體。由于其特殊的電子結(jié)構(gòu)及類似硅優(yōu)異的半導(dǎo)體性能,，石墨炔有望可以廣泛應(yīng)用于電子,、半導(dǎo)體以及新能源領(lǐng)域。研究表明,，石墨炔是一種非常理想的儲(chǔ)鋰材料,，且其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)更有利于鋰離子在面內(nèi)和面外的擴(kuò)散和傳輸，這樣賦予其非常好的倍率性能,，從實(shí)踐證明石墨炔是一種非常有前景的儲(chǔ)鋰能源材料,，科學(xué)家也預(yù)測(cè)它在新能源領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生非比尋常的影響。

　　由此看來,，在性能和應(yīng)用前景方面,，石墨炔的“超能力”絲毫不遜色于石墨烯,，作為初登科學(xué)界風(fēng)口浪尖的新型材料物質(zhì)，來自中國的石墨炔成績自然也不會(huì)差,。