美國哥倫比亞大學工程與應用科學學院的專家近日取得突破性的研究進展，證明碳材料石墨烯是至今所測量過的強度最高的材料。這一研究成果發表在最新一期《科學》雜志上。

　　石墨烯在開發納米量級的裝置與設備方面具有光明前景。石墨烯由六角形晶格排列的單層石墨原子組成，類似一個蜂巢。其作為一種二維材料，每個原子都暴露于表面，卷曲后，可制造出非常有用的微小管狀物———碳納米管。

　　迄今為止，石墨烯的估計強度、彈性與斷裂點測量都要基于復雜的電腦模擬理論。實驗室測試因為兩個主要的挑戰而陷入困境：其一，想要在機械上要抓住石墨烯樣本以測量其受力延長非常復雜；其二，難以制作出足夠小的不具瑕疵的樣本。

　　而今哥倫比亞大學研究團隊制作出了小到不足以產生瑕疵的樣本，從而回避了測量面臨的問題。

　　研究人員表示，該研究確定出石墨烯是至今測量過的強度最大的材料，比結構鋼的強度要高200倍。這就好比，需要讓一頭大象站在一支鉛筆上，才能穿破一張保鮮膜厚度的石墨烯薄層。

　　研究團隊從一塊大石墨晶體上挑揀出微小的石墨烯樣本，使這些樣本的每一單個原子都處于表面，接著將這些新建的二維樣本置于蝕刻在硅上的小孔上，從而制作出只有一個原子厚的微型圓形薄膜，石墨烯則因原子間的引力而黏附在硅上。

　　為了測試薄膜的強度，科學家用一個半徑為200億分之一米、帶有鉆石尖端的原子力顯微鏡來推動薄膜中心。這些每個直徑約1微米的樣本，因為沒有瑕疵，使得科學家能測試其彈性與斷裂點的特性。科學家現已在23種不同的薄膜上收集到超過67個測試值。