超薄、透明，甚至可以捲得埋的輕觸式隨身超級量子電腦，是近日科幻新聞片中最性感的未來世界。背後大英雄正是在2010年諾貝爾物理學獎中一舉成名的石墨烯（Graphene），而它貴過黃金，更掀起了一次全球淘金熱。但它是甚麼呢？
記者：馮敏兒
攝影：陳陶鈞
何謂石墨烯？
石墨烯其實很簡單，就算在時下的教科書內，你也可以找到一個由六邊形如蜂巢的碳分子圖案，那單層原子組成的一片就是石墨烯。它的近親鑽石，則是三維六邊形的立體結構，所以最硬。石墨烯是從石墨分離出來的，一塊石墨是一堆石墨烯，黑色，但分離出來的石墨烯卻是透明的，其物理特性與石墨亦很不同。單層的石墨烯的拉力指數比鋼鐵還要硬，針也不易穿透，但片與片之間的拉力很弱，還不能像鋼般可以溶成一大塊。
港產石墨烯
曾遠康博士指理工大學的石墨烯研究，現時由應用物理學系、紡織及製衣學系約四名教授及講師負責。紡織及製衣學系的助理教授鄭子劍，用納米技術製造「港產」石墨烯。而應用物理系助理教授嚴鋒，則研究以石墨烯製造晶體管，取代矽用於測量，並已成功做出石墨烯晶體管，還發表了論文。
一支鉛筆 改變世界
石墨烯製成的晶體，運算速度可較矽晶體快達2.5倍，矽（silicon）可以收檔，今天輪到石墨烯上場。因為定居英國的科學家海姆（AndreGeim）和諾沃蕭洛夫（KonstantinNovoselov）是今年的諾貝爾物理學獎得主，而他倆的得獎原因竟然是用膠紙，把鉛筆表面的石墨「黐」下來，從而發現了史上第一個可以獨立存在的單層碳原子薄膜，它就是石墨烯。他倆證明了科學家們搵足一世紀都搵唔到的石墨烯，的確存在，而且還有改變世界的大能。香港理工大學應用物理學系講師曾遠康博士話，「在他們之前的發現，都不能稱作石墨烯，只能稱作AfewlayerGraphene（多層石墨烯）！」
後現代淘金熱
「一切有關石墨烯的爆炸性研究，都是這兩位諾貝爾獎得主在2004年的發現之後發生的。」曾遠康博士指出，從石墨裏獨立出石墨烯，就如青銅器時代的「青銅」裏發現了新材料「銅」，現在全世界的科學家就不停拿它來做各種實驗，以地水火風攻之，觀其反應，就看它可以有多大的超級能耐。「從純物理角度，二維單層原子物質的存在其實很少，黃金是少數例外，一塊薄到只有一層原子厚度的黃金箔，當年已經為我們對原子的了解帶來重大突破，成就了古典物理學的根據。現在比它更細的石墨烯，另一個二維的物質的面世，亦會引領我們更了解量子力學。它那超高的導電性能，或超低電阻，用傳統物理學是解釋不來的，你一定要用量子力學才可以解釋。科學家的最大苦惱，就是想得出，但無法證明，而石墨烯的發現則帶來無數希望。」
超快脈衝激光刀
09年新加坡發現了一個現象，可以用來製造Super級──超快脈衝激光器，曾遠康博士就是研究這一領域。「因為石墨烯的波長頻寬很闊，與其他物料不同，它對很多光都有反應。而石墨烯的能譜，就如兩個尖對尖的圓錐體，各種波長的可見光和不可見光都會吸收，比起從前某一工業材料只適合用於某一波段，現在我們則只需要一種材料──石墨烯，就可以應用於不同顏色的可見光和不可見光。對於激光，石墨烯就如一個勁快的開闢器，從而製造出超短脈衝的激光。就在這種高速開關中，令到激光中的熱能，還未傳開去，光源已經消失，因為傳熱需要時間。所以當你用傳統的激光刀切割人體組織，我們通常會發現切割四周的組織會被煮熟，但石墨烯令極短脈衝激光成為可能，容許我們把很多的能量，在極短時間內釋放出來，但又能在波及無辜前收火。」
石墨烯還有一種「非線性效用」，就是可以改變光的波長，一進一出之間，改變顏色，例如由紅變綠，而不同顏色各有功能。不過激光也是一種武器，曾遠康博士話，假如有一日發生激光戰爭，戴上一個石墨烯眼罩就可以反射激光。
