一片只有一个原子厚的碳，曾被吹成能造太空电梯、能创新芯片、能够给它充电快到离谱的神物。获得了诺贝尔奖，各国投入了数十亿搞研发，新闻标题一个比一个吓人。你有没有发现，这几年从话题里被蒸发了。到底是黑科技，还是又一场被资本喂大的空欢喜？
先把它讲清楚。图形烯是碳的一种同素异形体。所谓同素异形体，就是同一个元素，靠原子排列和成键方式不同，变化出各种样子。氧气有我们呼吸的O2，也有阻挡厉害的O3；
磷有红磷，也有四个原碳和磷大概能玩出这么花样，是因为每个原子都有四个成键位点，搭配方式自然就多。碳里最漂亮的是最硬的是金刚石，最常见最稳定的石墨，煤里有。而石墨烯，一定就藏在石墨里。
最简单地说，石墨烯就是碳原子排成的六边形多孔状生长。但这里得抠个细节，大多数都懒得讲清楚：我们说的是“彻底”石墨烯，一层纯碳原子双键完整，能量最低时自动排成完美的多孔，一个原子那么厚，一个缺陷都不可能有。
这也是它为什么极难制造的原因。放弃了一堆碳原子精准摆进了蜂窝格子里，一点点污染或错位，性质就全部变了。
这种原子级的精度，人类至今还没有真正拿下。更麻烦的是，这些细胞受到范德华力的吸引，自己叠起来，叠着叠着就成了石墨，说白了石墨就是把你有缺陷的石墨烯乱糟糟摞在一起。
它最早在上世纪四十年代就被理论预见了，先驱者是加拿大科学家菲利普·华莱士，他说如果能把绘图剥出单独的一层，会出现反常又有趣的特性。
真正被证实分离出来的，是苏格兰大学的科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫干的，用土得可笑的方法，叫“胶带法”，把透明胶带层从石墨上粘下来，再贴到硅片上。就靠着这个，他们观察到了天气预报中的量子霍尔效应，获得了诺贝尔物理学奖，石墨烯的热度这么被点着了。
它的这一系列神奇，几乎都来自那个“二维”。正因为这个量子霍尔效应，里面的电子表现得像没有质量一样，载流能力比铜高出上百万倍，而这只有在二维材料里才可能发生。
除了碳、硼、硅、磷、磷也能最单原子层，名字后面都跟着个“烯”字，比如磷烯、真菌烯。它们各有各的本事。不过在一堆里，石墨烯大概率是最耀眼的那颗星。就算将来某个应用没用它，也因为只是找到了更便宜或更好干活的替代品。经济上，通常比性能更能定生死。
石墨烯最著名的，是那高得吓人的抗拉强度，比最强的钢还强几十倍。所以一谈太空电梯、谈巨型建筑，它总要被拉出来溜一圈。可人们常常忘记了，这对彻底石墨烯成立了，而且它的断裂强度很差，像陶瓷一样脆，一掰就断。
有个有趣的例外：两片彻底石墨烯叠在一起，叫深度石墨烯，受压时会像反应装甲一样瞬间变硬。像它的这些变体一样，氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、石墨烯，严格说都不是真正的石墨烯，但各有大用处。
它虽然是平的，却不是真正的二维，因为在三维宇宙里，纯二维的东西根本存不住。所以一张完美的石墨烯，总会有波纹在上面荡着，好把自己撑在三维里。这波纹说不定还能发电——把导电的石墨烯夹在正态之间，靠背景能量的取电，虽然离实用性还很远。
二维还给了它同样质量下最大的死亡，其道理就像大多数张纸摊开，比装订一本有关的侧面更多。这对储能来说太关键了，所以电池和超级电容一直是研究的重镇。
彻底把石墨烯难做，一般靠化学气相沉积，把碳原子沉到铜片上稳定住晶格。而做氧化石墨烯这类变体，就用硫酸把石墨烯剥离，便宜多了。
这种石墨烯带缺陷、带功能团，反而不爱折叠、好溶、处理后能变了，方便电子和离子穿越。有人用它做出了超级电容，容量是现在工业产品的上百倍，充放电还极快，专门适合需要瞬间爆发大功率的场合。
往锂电池里加石墨烯，或干脆换掉，储能密度能翻好几倍。它又是已知最有弹性的材料之一，能拉长三成再弹回去，于是柔性电池、可弯的显示屏，成了研究方向。
还有一些应用绕着一个叫“魔角”的东西转。两片石墨烯以特定角度错叠开放，能表现出半导体、超导、光导等性质。这意味着它能够做出突破效率极限的太阳能板，或者无法带缺的半导体。很多高温超拉伸的分子上都有平板状结构，冷却时会排成平面让电子超导通过，而石墨烯本身就是二维平面。
所以，引人注目的人赛车，第一个超拉伸，很可能就出在石墨烯或另一种二维材料上面。
真要说它能颠覆什么，大概是三：计算与电子、能源与储能、结构工程。二维半导体没有PN结，能绕开芯片越做越小时的电子谐振串等难题，再加上超高载流能力，速度据推测能比硅快上千倍。
它还轻、柔、大体上和人体相容，能消防修改心律的接入物、癌症药的载体，甚至贴在大脑送上。你的身体有朝一日就是一整套石墨烯装置。在储能上，它能够给轨道太阳能阵列的微波脉冲传输削峰填谷；
使电池储能能到今天的好几倍，还更环保。结构上，它本质上是卷起来的石墨烯的碳纳米管，让不导电的材料互连已导电，还能让它念叨久的巨型结构互联。几乎是氢穿过滤、防氢脆、氢核能和聚变，永远派上用场。
说到这，问题就来了：一个满身都是用处的材料，为什么突然没声了？
第一，它大半还卡在研发阶段。我们对它了解太少，尤其是它进人体后会怎样——谁也不想它变成下一块石棉。石墨烯是世界上最锋利的东西，能割开细胞，也能裹住细胞把它憋死。
它不会像当年的滴滴涕那样，对人看害无害，却把某种物种祸害尽尽，也不敢有人敢抢票。
第二、专利。大量技术被少数几家家族攥在手中，一项进展往往先涉足涉足的专利官司，才轮得到上市。 所以现在被商业化的，主要还是十几年前那批实验成果，后来那些更失败的东西，可能还得压上一些好年头才见天日。
第三，贵，而且难做。几平方英寸的纯净石墨烯，便宜的也就几十美元，听着不多，可它才一个原子厚，一个应用动作恐怕要叠几千层。
这么一算，电池的难度就贵得赶上整辆电动自行车了车、辫梁的用料贵得抵上一栋摩天楼。便宜的低质石墨烯已经可以进了网球拍、自行车架，但真打拳击，还早。如果不用石墨烯也能把锂电池做起来又便宜又好，它的出场就还得等。
到底看，它没骗人，那些强度、那些载流能力，一样不假。
只是从那张胶带，到你手里能慢慢买得起的东西，中间隔着钱、隔着专利、隔着一堆没弄明白的安全账。它没销声藏迹，只是被这些东西占有了，在你看不见的地方，一层，往上叠。
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