【話題肥皂箱】保暖黑科技「石墨烯」
冬季降臨，石墨烯各種產品，例如：棉被、衣褲、面膜、護頸、護肩、護腰、護腕等發熱產品大暢銷，究竟石墨烯是什麼？
墨烯（Graphene）的命名來自英文的graphit（石墨）加上ene（烯類結尾）。天然的「石墨」是由六角形蜂巢結構，按照蜂窩排的平面碳原子一層層堆疊而成，而「石墨烯」則是只有單一層碳原子，也就是說，只要把石墨一層層剝開，持續剝到只剩一個碳原子的厚度，就是石墨烯了。
石墨烯目前是世上最薄，卻也最堅硬的奈米材料，厚度只有0.335 奈米，幾乎完全透明，要是把20 萬片石墨烯薄膜疊加到一起，也只有一根頭髮絲那麼厚，但石墨的外觀卻呈不透明的黑色。
我們知道，石墨是非金屬元素中，唯一一種可以導電的元素物質，而石墨烯結構穩定，也有極好的導熱、導電性能，只要少量添加，就可以讓電池電容性能大幅提升，是目前最熱門的研究材料。
石墨烯被分離出來的過程也很有趣，20 世紀初，科學家發現石墨為多層狀結構後，便想探討單層原子厚度的石墨有什麼性質，他們嘗試了許多方法要分離出石墨烯，但是都失敗了。直到西元2004 年，英國的科學家安德烈．海姆和俄羅斯科學家康斯坦丁．諾沃肖洛夫合作發現，如果將石墨貼在膠帶兩側，只要撕開膠帶，就會將石墨分成兩塊，而持續一直不斷撕開石墨，就可以分離出單層的石墨烯！兩人也因此獲得2010年的諾貝爾物理學獎。
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石墨烯製品為什麼可以保暖？
市面上許多產品宣稱是「石墨烯」材質，但多半不是採用真正的「單層石墨烯」，而是多層的「石墨烯家族」成分。而且專家發現，這些宣稱是石墨烯的保暖物品，性質和真正的單層石墨烯不太一樣，例如：材質無法讓高電流瞬間通過。這些材質會發熱的原因是，由於人體保持36℃到37℃的溫度，可
使這些布料中的碳原子吸收能量而產生共振，並輻射出特定頻率的遠紅外線，因此人體才會感覺到熱能。
目前石墨烯製品很熱門，常被用來製成棉被、衣褲、脖圍、眼罩等保暖用品，但專家指出，其實穿其他材質的衣服、蓋普通棉被也會有同樣的效果，只是石墨烯製品的導熱性非常強，穿上後大約5 秒鐘，就可以感受到熱能，而穿一般的衣服或蓋棉被，則在材質剛接觸到肌膚時會先感覺冰涼，幾分鐘之後才
會覺得暖和。
同樣是碳，為什麼鑽石是鑽石？石墨是石墨？高壓高溫是關鍵
所有的物質都是由原子組成，原子的排列方式和結構會影響物質的特性。以「碳」（carbon）來說，內部碳原子的某種排列，可以讓碳變成鑽石，要是排成另一種模式，就會變成木炭或鉛筆芯中的黑色石墨。簡單來說，物質內部的原子，會因為不同的排列方式，形成不同的物質。
鑽石和石墨雖然都是由碳原子組成，為什麼有些碳會變成鑽石，有些則成為石墨？原因是天然鑽石必須在高溫、高壓環境下形成，據統計，起碼在距離地表約150 至180 公里深處，溫度至少達攝氏1,050 度才能形成鑽石；而石墨則相對在低溫低壓的情况下，就能成形。
除了較大家熟悉的鑽石和石墨，碳原子還有很多種不同形態，例如：呈球狀的碳60（由60 粒碳原子組成的球狀結構，
又稱富勒烯）和管狀的奈米碳管（Carbon Nanotubes）。因為碳原子排列方式的區別，各有不同特性，在科技上也有不同應用，例如：奈米碳管可製作細小的導線，放在晶片上建構複雜的電路。
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