要知道钻石是自然界中最坚硬的东西，这和他的原子排列有关，原子以共价键组合排列的碳单质，由很轻的碳原子组合而成。但密度卻很高。每个碳原子位于正四面体的中心，周围四个碳原子位于四个顶点上，在空间构成连续的、坚固的骨架结构。价电子都参与了共价键的形成，使得晶体中没有自由电子，所以钻石是自然界中最坚硬的固体。

但秃顶老人却没笑，而是在点头：“你说的不错，它确实比钻石的硬度还要大，而且重量也轻许多。”他的话在场所有的人目瞪口呆，他接着说道：“这个东西的构成在某种程度上有点象近年来发现的一种新型物质，叫Graphene。”

我被吓了一跳，Graphene在中国叫石墨烯，是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈？海姆和康斯坦丁？诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在。

石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω/cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。

石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon-carbon bond）仅为1.42?。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。

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