石墨是什么？《说文》中记载：“墨者，从黑从土”，说明了墨最初来源于土壤，即天然石墨，本质上即为碳元素单质，通过研磨成细小的粉末状颗粒进行书写。石墨在我国有悠久的应用历史。迄今所见最早的墨是1975年湖北云梦秦墓出土的墨块。当今社会我们仍会用石墨书写，大型考试往往要求使用2B铅笔，B即代表笔芯中石墨的含量，前面数字越大，表明颜色越浓、越黑。石墨曾为人类书写了华美绚丽的文明篇章。未来，它仍将成为改变世界的秘密武器。

图1 石墨

石墨是金刚石的同素异形体，与他坚硬的金刚石兄弟不同，他是自然界中天然存在的最软的矿物之一。虽然两者都是由碳元素组成的，由地质作用形成的天然产物。却由于内部结构的不同导致他们拥有完全不同的性质。石墨具有耐高低温、导电性强、抗腐蚀、抗辐射、自润滑等特点，这些特点让它在许多工业和技术领域都有用武之地。2016年晶质石墨被列入我国战略性矿产目录。石墨资源的开发备受世界矿业界关注，石墨的深加工和有效利用日益成为国际新材料领域的科技前沿。石墨成为21世纪名副其实的“黑”科技源泉。

图2 石墨分子结构

在高端装备制造领域，石墨用作原子核反应堆中的中子减速剂和防护材料。柔性石墨用于原子能阀门密闭；制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料，人造卫星上的无线电链接和导电结构材料等。在新能源领域，以天然石墨为原料，生产的锂离子电池、新型动力电池、超级电容，也广泛应用于混合动力汽车、电动汽车、太阳能汽车等领域。在信息技术领域，石墨锂电池广泛应用于通讯基站、笔记本电脑、手机等充电器，折叠显示屏中也有他的身影。

图3 石墨的用途

当把石墨片剥成单层之后，这种只有一个碳原子厚度的单层就是石墨烯。石墨烯是名副其实的“新材料之王”，被证实是世界上已经发现的最薄、最坚韧的物质，具有良好的透光性、导热性和导电性。一片像食品保鲜膜厚度的石墨烯薄片可以承载一头大象的重量。将两层石墨烯偏转一个特定的角度，还会产生神奇的超导现象。在全球新一轮产业升级中，它将在智能终端、生物医疗、国防军工、数据通讯等多个领域发挥关键作用。

图4 一片像食品保鲜膜厚度的石墨烯薄片可以承载一头大象的重量

纵观历史长河，从石器时代到信息化时代，社会的每一次进步都得益于科技创新和对资源的合理利用。石墨已成为21世纪最具竞争力的黑科技，引领一个崭新的时代正向我们走来。

（来源于：中国地质图书馆）