新聞背景：

　　石墨烯用途非常廣泛，是一種被科學家寄於(yu) 厚望的新型材料。在製造業(ye) ，它不僅(jin) 被運用在半導體(ti) 芯片、太陽能電池、高強度外殼材料等領域，而且在光學方麵上，石墨烯也有相當大的用途。

　　據國外媒報道，來自國外的部分研究機構發現，石墨烯這種材料擁有難以置信的光吸收能力，並且還能把吸收的光波迅速轉化為(wei) 波長更短、頻率更高的激光，持續時間為(wei) 幾飛秒。科學家們(men) 表示，利用這個(ge) 新發現，未來他們(men) 可以發明更耐高溫的激光發射武器（石墨烯超耐高溫）。

　　當然，這個(ge) 發現目前僅(jin) 存在於(yu) 實驗室，如果科學家們(men) 建立出實體(ti) 模型，將能夠增加激光發射器的使用壽命和發射功率。

　　科學家淘金石墨烯：一場昂貴的圈地運動？

　　一種強度是鋼的200倍、厚度僅(jin) 為(wei) 一個(ge) 原子直徑的物質引發了一場全球科學淘金熱，令各大公司和大學紛紛去研究和申請專(zhuan) 利，想從(cong) 這種與(yu) 普通鉛筆芯“血脈相承”、但更苗條更有魅力的物質中獲利。

　　這種物質就是石墨烯。前不久，為(wei) 了展示它的潛力，安德烈·法拉利(Andrea Ferrari)拿起一片透明塑膠，將其彎曲，然後輕擊上頭無形的按鍵，發出了叮咚作響的音樂(le) 聲。

　　該鍵盤由法拉利博士所在的劍橋大學(University of Cambridge)實驗室製作，它是用石墨烯打印出來的。這種物質柔韌性極強，科學家預測它將實現有關(guan) 折疊電話和能折疊放進口袋的電子報紙的夢想。

　　它是已知的最薄的物質，但卻又極其堅硬、輕薄和柔韌。它在導電導熱和吸收光釋放光方麵的能力超群。

　　科學家十年前才分離出了石墨烯這種物質，但有些公司已經開始將它納入產(chan) 品之中：Head NV去年推出了一種注入石墨烯的網球拍。蘋果公司(Apple Inc.)、薩博(Saab AB)和洛克希德·馬丁公司(Lockheed Martin Corp.)最近已經申請或獲得了使用石墨烯的專(zhuan) 利。

　　法拉利博士說：“石墨烯就像鋼、塑料和矽一樣，是一種會(hui) 真正改變社會(hui) 的物質。”他在劍橋大學帶領著一個(ge) 約40人的石墨烯研究小組。

　　石墨烯也麵臨(lin) 著障礙。對於(yu) 大眾(zhong) 市場來說它還是太過昂貴，它無法應用於(yu) 某些電腦芯片電路中，科學家依然在試圖找出更好的方法將其變成可用的形式。英國研究公司Cambridge Intellectual Property主席昆廷·坦諾克(Quentin Tannock)說：“石墨烯是一種利用起來很複雜的技術。尋找其價(jia) 值的比賽是馬拉鬆而不是短跑。”對石墨烯的興(xing) 趣從(cong) 2010年開始激增，當時有兩(liang) 名研究員因分離出這種物質獲得諾貝爾獎。目前，行業(ye) 和學術界的科學家們(men) 正忙著為(wei) 其廣泛的潛在用途申請專(zhuan) 利。

　　休斯頓萊斯大學(Rice University)石墨烯專(zhuan) 家詹姆斯·托爾(James Tour)說：“隻要發現了什麽(me) ，我就會(hui) 申請專(zhuan) 利。”

　　蘋果申請了將石墨烯用於(yu) 製作移動設備“散熱器”的專(zhuan) 利。薩博申請了為(wei) 飛機機翼除冰的石墨烯加熱電路的專(zhuan) 利。洛克希德·馬丁今年獲得了美國政府頒發的利用微型孔隙從(cong) 海水中過濾鹽分的石墨烯薄膜的專(zhuan) 利。

　　還有的公司申請了將石墨烯用於(yu) 電腦芯片、電池、彈性觸摸屏、防鏽塗層、DNA序列分析設備以及輪胎的專(zhuan) 利。英國的一群科學家已經將石墨烯薄膜用於(yu) 蒸餾伏特加。

　　Cambridge Intellectual說，截至今年5月，全球共有9，218項公開的石墨烯專(zhuan) 利和專(zhuan) 利申請，較一年前增長19%。該機構表示，在過去五年中，石墨烯專(zhuan) 利申請累計數量增加了五倍多。

　　Cambridge Intellectual的主席坦諾克說：“這是一場圈地運動。”他說，對每一項研究成果都申請專(zhuan) 利，“你就可以選擇在以後起訴你的競爭(zheng) 對手，製止他們(men) 的研究和使用”。他說，許多石墨烯專(zhuan) 利申請看起來都是合法的，但有些隻是推測性質，有些則可能是誤導對手的誘餌。

　　石墨烯短期內(nei) 最有可能應用於(yu) 高速電子設備以及與(yu) 法拉利博士的鍵盤一樣的彈性電路，因為(wei) 會(hui) 有對彈性電子顯示屏使用的需求。韓國三星電子公司(Samsung Electronics Co.)和芬蘭(lan) 諾基亞(ya) 公司(Nokia Corp.)等公司已經申請了石墨烯在移動設備中各種用途的專(zhuan) 利。

　　最熱門的領域是用於(yu) 製造電路的石墨烯墨水，一些公司已經開始銷售這種產(chan) 品。法拉利博士的實驗室去年申請了一種可用噴墨打印機打印的石墨烯墨水的專(zhuan) 利。巴斯夫(BASF SE)正在實驗用石墨烯墨水打印彈性電路，安裝在可加熱汽車座椅的墊襯內(nei) ，該公司表示這種技術將會(hui) 在未來幾年進入市場。

　　巴斯夫石墨烯研究團隊主管馬蒂亞(ya) 斯·施瓦布(Matthias Schwab)說，“石墨烯結合了各種不同的效用”，這讓它變得很與(yu) 眾(zhong) 不同，“沒有其他哪種物質可以做到這點”。　實際上，石墨烯隻有兩(liang) 個(ge) 維度，微觀結構很像鐵絲(si) 網。在五年前發表的一項研究中，哥倫(lun) 比亞(ya) 大學(Columbia University)的研究員總結說，石墨烯是可測量的硬度最強的物質。他們(men) 計算出，需要一頭大象站在鉛筆末端才能刺破一片保鮮膜厚度的石墨烯。

　　石墨烯可吸收和釋放的光的波長範圍比任何已知的物質都大。它的導電性能比矽強得多。和易碎的矽不同，石墨烯柔韌性好、可伸縮。

　　石墨烯電路最終有望比銅和銀等傳(chuan) 導材料更便宜，因為(wei) 它可以由石墨——普通鉛筆芯的主要成分——製成，而且也可以由一定量的氣體(ti) 和金屬混合製成，或由固體(ti) 碳源合成。

　　萊斯大學的托爾博士在2011年展示了石墨烯可以用各種不同的碳源合成，包括草、女童子軍(jun) 曲奇餅幹和蟑螂腿。

　　托爾博士的實驗室申請了多項石墨烯專(zhuan) 利，包括增強複合材料強度的石墨烯條，他說其強度可用於(yu) 製造高壓天然氣罐，這種氣罐可以直接在汽車內(nei) 鑄模。他說，快速申請專(zhuan) 利“讓我們(men) 在這種技術中有了一席之地”。

　　其中一個(ge) 拖石墨烯後腿的因素是成本。有些美國供應商將銅箔上的石墨烯薄膜定價(jia) 為(wei) 每平方英寸60美元左右。德國Aixtron SE劍橋分公司總監肯尼斯·泰奧(Kenneth Teo)估計：“像高速晶體(ti) 管這樣的高端電子應用應該在每平方英寸一美元左右，觸摸顯示屏應該每平方英寸低於(yu) 10美分。”該公司專(zhuan) 門製造生產(chan) 石墨烯的機器。

　　通常石墨烯必須與(yu) 其他材料相結合才能開發其屬性，科學家們(men) 依然在嚐試如何才能有效地進行開發。

　　石墨烯也有一個(ge) 顯著的缺點：不容易實現開關(guan) 特性。IBM公司(International Business Machines Corp)最初對將石墨烯用於(yu) 電腦芯片非常樂(le) 觀，但後來發現由於(yu) 電子在其中的運動速度太快，不容易關(guan) 掉，因此很難將電流轉換為(wei) “1”和“0”的數字碼。

　　全球的實驗室都在試圖解決(jue) 這個(ge) 問題。但IBM研究部門物理科學負責人蘇普拉蒂克·古哈(Supratik Guha)說，目前為(wei) 止，“我們(men) 並沒有看到微處理器中的矽被石墨烯所取代”。他說他依然是石墨烯的強力支持者。IBM也是申請石墨烯相關(guan) 專(zhuan) 利的大戶。#p#分頁標題#e#

　　許多材料曾經受到熱捧，但後來都未能實至名歸。石墨烯也有可能麵臨(lin) 這種命運。高溫超導體(ti) 的發現在1987年獲得了諾貝爾獎，產(chan) 生了大批專(zhuan) 利，人們(men) 也紛紛預測包括磁懸浮高速列車在內(nei) 的各類技術的出現。如今世界依然在等待。但這並不影響科學家們(men) 對石墨烯的極大熱情。據湯森路透(Thomson Reuters)期刊索引庫Web of Science統計，2012年，科學家發表的有關(guan) 石墨烯的論文較2011年增加了45%。

　　這是一場全球競賽：Cambridge Intellectual說，截至今年5月，累積申請石墨烯專(zhuan) 利最多的是中國，美國和韓國緊隨其後。三星申請的專(zhuan) 利數最多，接下來是IBM和韓國首爾成均館大學(Sungkyunkwan University)。

　　實驗室裏或許是天馬行空，但有些專(zhuan) 利已經被應用到了產(chan) 品中。馬裏蘭(lan) 州傑瑟普(Jessup)的Vorbeck Materials Corp.公司生產(chan) 了一種石墨烯墨水，該公司稱這種墨水如今被幾家美國商店用來打印用於(yu) 防盜包裝的電路。該公司拒絕透露這些商店的名稱。

　　Head公司申請了一項可將石墨烯用於(yu) 包括高爾夫球棒和滑雪板固定裝置在內(nei) 的運動裝備的專(zhuan) 利，其網球拍就是一例應用。公司一位代表建議問詢記者參閱公司網站。網站說由於(yu) 石墨烯強度較大，因此球拍的用料會(hui) 較少，設計師可以重新安排重量分布以增強球拍力量。

　　紐約州沃平傑斯福爾斯(Wappingers Falls)初創公司Bluestone Global Tech Ltd.生產(chan) 的石墨烯片據說會(hui) 發貨給來自美國、新加坡和中國的客戶。該公司首席執行長Chung-Ping Lai預測說：“半年內(nei) 石墨烯將會(hui) 應用於(yu) 可投入商業(ye) 使用的手機的觸摸屏。”

　　在2003年以前，這種對石墨烯的追捧是不可想象的，當時許多科學家認為(wei) 原子直徑厚度的任何物質都不可能不會(hui) 分崩離析。

　　當年，安德烈·海姆(Andre Geim)偶然發現了石墨烯的奇妙特性。他是英國曼徹斯特大學(University of Manchester)的科學家，出生在俄羅斯。他想用很薄的石墨烯來研究其電子屬性。一名博士生建議使用透明膠帶。

　　海姆博士和他的同事們(men) 用膠帶從(cong) 石墨上剝離出薄片，直到獲得薄至透明的石墨層。直到無法再剝離時，就獲得了石墨烯。石墨烯層不但沒有破碎，反而強度很大、有彈性，而且擁有非凡的電子屬性。

　　其他科學家最初表示懷疑。海姆博士說：“沒有多少人相信我們(men) 。”但是據劍橋大學的法拉利博士回憶，到2006年3月，當海姆博士在巴爾的摩一場會(hui) 議中作報告時，會(hui) 場已是座無虛席。他說：“終於(yu) ，我明白了這種物質的重要性。”

　　2010年，海姆博士和他的同事康斯坦丁·諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)因為(wei) 石墨烯方麵的貢獻獲得諾貝爾物理學獎。當時，各企業(ye) 實驗室、萊斯和哈佛等大學、以及中國的學術機構已經開始加大石墨烯的研究。2010年，日本和韓國科學家公布了石墨烯觸摸屏原型機。三星和韓國成均館大學的實驗室因其研究力度尤為(wei) 引人注目。成均館大學石墨烯研究員Changgu Lee說：“雖然石墨烯的基礎研究始於(yu) 歐洲和美國，但商業(ye) 應用的早期研究始於(yu) 韓國。我們(men) 想保持領先。”

　　三星發言人拒絕就公司在石墨烯方麵的研究置評。

　　對石墨烯表現出興(xing) 趣的還有美國軍(jun) 方。2011年年末，位於(yu) 馬裏蘭(lan) 州艾德菲(Adelphi)的美國陸軍(jun) 研究實驗室(U.S. Army Research Laboratory)與(yu) 波士頓的東(dong) 北大學(Northeastern University)簽署了一項研究石墨烯屬性的協議，資金主要來自美國國防高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency，簡稱Darpa)30萬(wan) 美元的撥款。

　　東(dong) 北大學物理學教授斯裏尼瓦斯·斯裏達爾(Srinivas Sridhar)說，該大學計劃用石墨烯設計更好的夜視鏡及其他探測器。Darpa的一位代表在電子郵件中證實了該項目。

　　今年夏天，通過參觀法拉利博士的實驗室，記者初步了解到了石墨烯研究的情況。他的同事費利切·托裏西(Felice Torrisi)展示了膠帶從(cong) 一塊石墨上剝離石墨烯的過程。托裏西博士說，“這種規模顯然不足以應用於(yu) ”工業(ye) 用途。

　　這說明了石墨烯競賽中的一個(ge) 重大目標：尋找生產(chan) 的最佳方法。大量專(zhuan) 利申請都描述了製造石墨烯的方法。

　　接著托裏西博士拿起一小瓶裝有石墨烯和水的墨水。旁邊的噴墨打印機滋滋作響，將墨水印在一片塑料薄片上，形成一個(ge) 近乎不可見的電路。印在塑料上的墨水就是法拉利博士輕擊鍵盤後附帶的電子儀(yi) 器會(hui) 發出音樂(le) 聲的關(guan) 鍵。

　　在其他的劍橋實驗室裏，研究員們(men) 展示了一個(ge) 石墨烯激光器的早期原型機，這款激光器可以發射出超速光脈衝(chong) 和石墨烯傳(chuan) 感器，能夠探測到任何波長的光。

　　石墨烯的導熱屬性顯然是蘋果一項專(zhuan) 利申請的核心。這項專(zhuan) 利申請包括“可攜帶電子設備”元件背後的石墨烯“散熱器”的樣圖。蘋果發言人拒絕置評。

　　薩博希望利用石墨烯的輕薄和傳(chuan) 導性能，將其植入機翼用於(yu) 除冰。薩博航空設備部門負責未來產(chan) 品的馬茨·帕爾姆貝裏(Mats Palmberg)說，這項研究還在初級階段，“但它肯定是我們(men) 推出飛行應用計劃的一部分”。洛克希德在新聞稿中說預計其石墨烯薄膜能夠“更有效地進行海水淡化”，而成本隻會(hui) 是目前技術的很小一部分。

　　諾貝爾獲獎者海姆博士說，石墨烯的發現還導致科學家開始研究其他大量擁有特殊屬性、具有二維結構的物質。他說：“石墨烯打開了一個(ge) 我們(men) 不知道的物質世界。”