兩位英國物理學家通過一種簡單的方法從石墨中分離出單層石墨，即石墨烯，并因此獲得了2010年諾貝爾物理<愛尬聊_百科大全>學獎。石墨烯是由二維單層碳原子組成的六角晶格物質，是世界上最薄、最好的導電和導熱材料，是人類已知強度最高的物質，具備極高的透光性和柔韌性。正因為這些優異的性能使之贏得了“最完美材料”的美譽，許多人還認為21世紀將成為“石墨烯時代”。

那么石墨烯有哪些（潛在）用途呢？

---

蔡云虎 2021-04-18 17:24

石墨烯是一種研究性極強的多用途物質，可能給我們生活的方方面面帶來革命：如用來生產防水膜以解決全球水資源短缺問題；取代當前電子產品中的硅，以更小的體積提供更強的性能；開發下一代能源解決方案，如太陽能電池或幾分鐘即可充滿的手機電池。此外，石墨烯還可應用于生物醫療領域，如藥物傳送、癌癥治療和生物傳感等，目前研究人員已經在進行相關研究。石墨烯擁有許多獨特的屬性，如更大的表面積、生物適應性和化學穩定性，這使得石墨烯具有極大的研究潛力，并被給予厚望。

人工植入設備是當前醫療市場的一個主旋律，將來石墨烯可能在這些設備中扮演極其重要的角色。石墨烯的生物適應性和機械強度可用于制作各種復合生物材料；其導電性可用于需要該屬性的器官，如神經組織和脊髓元素。例如，密歇根理工大學研究人員將石墨烯引入3D打印神經組織已取得進展。該團隊開發出一種高分子材料來培養組織，利用石墨烯作為導電體。

生物傳感是一項正在快速發展的新技術，有潛力應用到許多醫療應用領域，而石墨烯在檢測食品毒素、環境污染、特定病菌和細菌等方面擁有獨特的優勢。例如，將石墨烯氧化物附著在特定毒素的類似于蛋白質的結構上可產生一個增強信號，以便高敏感傳感器檢測到毒素，其檢測能力相當于普通傳感器的10倍。此外，在利用傳感器預測心臟病發作方面，石墨烯氧化物還能檢測到血液中的特定微粒子，而這些微粒子是在心臟病發作前釋放的。當前，基于石墨烯的類似傳感器已在研發之中，主要用于檢測多種疾病、毒素和生物標記。

石墨烯還擁有極大的潛力來檢測和治療癌癥。在檢測方面，中國的科學家們已經開發出了基于石墨烯場效晶體管的單細胞傳感器，甚至能檢測出單一癌細胞。而英國曼徹斯特大學研究人員發現，石墨烯氧化物可作為一種抗癌藥劑來對抗特定癌細胞。配合當前的療法，可能使腫瘤收縮，遏制癌癥發展速度，以及治療后的復發。

石墨烯還被廣泛研究用于癌癥藥物的傳送，這主要得益于其較大的表面積允許將大量藥物傳送至體內的特定區域。除了用于癌癥檢測和藥物傳送，石墨烯本身也被研究作為一種抗癌藥劑。例如，利用其熱傳導特性將非電離的無線電波轉換成熱能，殺死癌細胞內的蛋白質和DNA。

當前DNA測序的重要性日益凸顯，它不僅能對人類構成有更深入地了解，還能進一步了解遺傳性疾病、癌癥類型和人體免疫系統。而基于石墨烯的DNA測序通常需要創建一個石墨烯薄膜，將其浸入導電流體中，在一端加電讓DNA分子經過石墨烯的小孔，從而讓科學家讀取DNA序列。該技術被稱為“納米孔DNA測序”，其特點是讀取快，測序成本低。

納米醫學目前尚處于初期發展階段，同樣石墨烯在醫療市場的應用也處于早期發展階段。但它有潛力進入許多醫療領域，并帶來革命性變化。現在我們要做的是鼓勵更多的研發項目，以確保將來出現更有效、更持久的預防和治療方法。

---