双层石墨烯的硬度可以比肩金刚石，这种材料可以运用于武器制作吗？

石墨烯是一种具有许多显著特性的二维材料，它是由单层碳原子组成的蜂窝状结构，其厚度是人类头发的百万分之一，强度是钢铁的一百倍，导电性能比铜好，因此非常适合用于电子产品。作者在之前的很多文章中都提到了石墨烯的相关特性和用途，这里就不重复了。

他和他的同事使用微型计算机对潜在的结果进行建模。随后，里多和其他团队成员使用原子力显微镜对碳化硅基底上的两层石墨烯施加局部压力，发现结果完全相同。实验和理论表明，这种从石墨烯到钻石的转变不会发生在超过两层或单层石墨烯上。ASRC和研究中心网站的首席项目研究员Elisa Riedo说。"以前，当我们测试单原子层的石墨和石墨烯时，我们会施加压力，感觉是一种非常柔软的膜，但当石墨烯是两层厚度时，我们发现，在压力下材料变得异常坚硬，比大钻石还硬，但比一张纸要薄100万倍。"

这项研究不仅可以用于装甲，还可以用于开发耐磨涂层。当然，它很可能会对未来的战争产生一些影响。此外，石墨烯非常稳定，可以稳定地存在于室温的正常环境中。它被称为21世纪的 "奇迹材料"。为什么石墨烯能得到如此高的评价？因为它不仅具有高度稳定的优势，还具有良好的柔韧性、导热性和导电性，其导电性优于铜，是所有材料中导热效果最好、硬度最高、最薄的材料。

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石墨烯的特性是什么？石墨烯的出现在科学界引起了巨大的轰动，引发了一股研究热潮。经过十多年的研究和开发，人们逐渐认识到石墨烯的独特价值。电子在石墨烯中的传播速度极快，可达到光速的300分之一，比在普通导体中的传播速度快得多，很像相对论中所谓的中微子。同时，石墨烯的电阻率只有10^-6欧姆-厘米，比铜或银低得多，使其成为世界上电阻最小、导电性最强的材料。

石墨烯比钻石更硬，比钢铁强100倍，是已知最强的物质。如果将石墨烯制成约100纳米厚的薄膜，它将能够承受约两吨重的物体的压力。此外，石墨烯还具有很强的透光性、导热性、柔韧性，几乎完全透明；导热性高，是铜的10倍、铝的25倍；它比常用的触摸屏材料氧化铟锡更灵活，而且不易损坏，可与单碳纳米管媲美。

石墨烯具有高导电性和高比表面积，3克石墨烯的比表面积相当于一个足球场，用它做电极材料，特殊的结构可以使电解质离子在快速移动到石墨烯表面，利用比面积储存电荷，可以在新能源领域如超级电容器、锂离子电池等方面发挥重要作用。当然，科学家们并没有停止对石墨烯的研究，并发现了一系列非凡的特性。在材料科学领域，有人说，如果说20世纪是硅的世纪，那么石墨烯就是21世纪。

石墨的层间力很弱，很容易相互剥离，形成薄的石墨片。如果我们把一片石墨剥落到只有一个碳原子厚的单层，它就成了石墨烯。如果有一个科学的定义，那就是。由碳原子的sp2杂化形成的蜂窝状平面薄膜，一种只有一个原子层厚度的准二维材料。它是世界上已知最薄和最硬的材料。厚度仅为0335纳米，即使是20万张石墨烯片叠在一起，也和人的头发一样粗。

钻石、石墨烯已经是目前为止发现的最硬物质之一，不过这并不代表它是最硬的。要了解比钻石更硬的物质，我们要先了解什么是“硬”，这里我们用硬度来表示它们的本体属性，从外部来看，硬度是固体对外界问题入侵的局部抵抗能力的表现。

内在表现为固体分子间组成的结构稳定性强弱，所以同样是碳单质，木炭的结构就没有钻石的结构牢固，硬度也就无法相提并论了。

首先要出场的，是金属中最硬的元素——铬（Cr），在元素周期表中排名24。最早是法国化学家沃克兰在18世纪在矿石中发现的，单质颜色呈钢灰色多以铬铁矿FeCr2O4形式存在。

而在地球上的非金属元素中，最坚硬的物质就是钻石，在人类社会中是爱情的象征。它是由碳单质组成，每个碳原子和相邻的4个原子组成的一个正四面体，结构相当稳定。由于硬度太大，想要切割金刚石只有用激光和钻石粉才行。

同样，在生活中我们也会利用金刚石超强的硬度，来当作切割工具，比如玻璃切割器头部，就有金刚石。当然了，自然界地大物博，由碳元素既然能构成钻石这样坚硬的物质，人类也能在此基础上发明创造。

根据碳原子排列方式的不同，人类创造出了各式各样的同素异形体，比如石墨、石墨烯等。拿钻石做比较，比它更硬的东西，在自然界中是不存在的，不过人类却造了出来，石墨烯就是其中之一。

石墨烯和钻石两者同根同源，都是由碳单质组成。但它的用途可要比金刚石更多、更广泛，由于其良好的导电性、光学特性等等，一切看起来都和有革命性，因此被广泛运用在航空、航天等领域。

不过和它的兄弟硫化碳炔比起来，硬度还是要差一点，这种材料结果很简单，就是一串单原子组成，有一维属性。由于它已经扁得不能再扁了，所以再怎么挤压，都没有间隙了。因此，它是人类制造的所有物质里最坚硬的存在，比钻石强40倍，是石墨烯的两倍，属于未来科技材料。

不过这仅仅是在地球上的最硬物质，将眼光看得更远一些，你会发现宇宙中的一些物质，硬度才是真的可怕。比如中子星内核物质。在上个世纪60年代，科学家发现了中子星，它是已知天体中，密度最大的天体（黑洞除外），是水密度的100亿倍。

相当于把太阳压缩成月亮的区别，超重的质量让它由于了巨大的引力，引力又将中子星内核原子距离极限压缩，使得中子星核心坚不可摧，金刚石的硬度和它比起来就像旺旺小小酥和铁块的区别。

石墨烯是一种二维晶体,是人类已知强度最高的物质,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍哥伦比亚大学的物理学家对石墨烯的机械特性进行了全面的研究在试验过程中,他们选取了一些之间在10—20微米的石墨烯微粒作为研究对象研究人员先是将这些石墨烯样品放在了一个表面被钻有小孔的晶体薄板上,这些孔的直径在1—15微米之间之后,他们用金刚石制成的探针对这些放置在小孔上的石墨烯施加压力,以测试它们的承受能力

　研究人员发现,在石墨烯样品微粒开始碎裂前,它们每100纳米距离上可承受的最大压力居然达到了大约29微牛据科学家们测算,这一结果相当于要施加55牛顿的压力才能使1米长的石墨烯断裂如果物理学家们能制取出厚度相当于普通食品塑料包装袋的（厚度约100纳米）石墨烯,那么需要施加差不多两万牛的压力才能将其扯断换句话说,如果用石墨烯制成包装袋,那么它将能承受大约两吨重的物品

不是。碳的同素异形体很多。下面的都是：

金刚石（钻石）蓝丝黛尔石（六角金刚石）石墨石墨烯（单原子层石墨）富勒烯（C60）直链乙炔碳（线型碳）无定形碳 碳纳米管赵石墨汞黝矿结构纤维碳碳气凝胶碳纳米泡沫

常见的就是金刚石和石墨。石墨烯应用是最近几年兴起的，很多企业进入这一块。白熊科技三年潜心研发，开发出熊爸爸温暖屋产品：熊爸爸发热地板、熊爸爸发热膜、熊爸爸发热壁纸。

钻石的化学名称就是金刚石。

金刚石是目前已知最硬的物质，但可以在空气中用阳光氧化（空气中用放大镜聚光即可）。

石墨烯是强度高，而不是硬度高。可以这样形容：铁棍可以打碎玻璃，用玻璃棒打击铁块，碎的依然是玻璃；玻璃可以在铁上刻划出痕迹，而铁无法在玻璃上留下刻痕。因此可以说，同等条件想，玻璃的硬度高于铁，铁的强度大于玻璃。

从结构上来看，石墨烯的原子间距小于金刚石，因此强度高，更不易破坏；金刚石具有稳定的三维结构，硬度高。

石墨烯的理论杨氏模量达10TPa，而日常生活中的橡胶，只有几千兆帕，杨氏模量是衡量强度的指标。

石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达10TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大025TPa。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

扩展资料：

石墨烯的主要应用

（1）储氢材料

石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点，使之成为储氢材料的最佳候选者。

（2）航空航天

由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。2014年，美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用。

（3）感光元件

以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件，可望透过特殊结构，让感光能力比现有CMOS或CCD提高上千倍，而且损耗的能源也仅需原本10%。可应用在监视器与卫星成像领域中，可以应用于照相机、智能手机等。

参考资料：

-石墨烯