早在 2012 年，華為董事長(zhǎng)任正非在接受媒體采訪時(shí)聲稱：“這個(gè)時(shí)代最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代”。這句話說(shuō)的一點(diǎn)都沒(méi)錯(cuò)。近些年來(lái)科學(xué)家正在加速挖掘石墨烯材料的用途，從太陽(yáng)能電池到感光元件，從超級(jí)電容器到抗癌藥物……你都可以看到石墨烯的身影。

現(xiàn)在，科學(xué)家又為這個(gè)神奇的材料挖掘了新用途：他們開發(fā)了一種智能石墨烯涂層，它可以透過(guò)色彩變化來(lái)顯示房屋架構(gòu)斷裂的地方。

石墨烯是什么？在介紹這項(xiàng)技術(shù)前，你可能想問(wèn)，石墨烯到底是何方神圣？

曼徹斯特大學(xué)教授 Geim 和 Novoselov 在《Natural Material》發(fā)布的論文，將石墨烯定義為“一種平面單層緊密打包成一個(gè)二維（2D）蜂窩晶格的碳原子。它是元素碳的同素異形體，雖然和碳具有相同的原子數(shù)，但是由于以不同的方式排列，因此具有與之不同的性質(zhì)。

這么說(shuō)你可能沒(méi)什么感受不到石墨烯的神奇，讓我們類比一下吧：它的拉伸強(qiáng)度為 130GPa（Gigabit 帕），比鋼強(qiáng) 100 倍以上；它的柔性強(qiáng)、透通而且導(dǎo)電性高，并且對(duì)大多數(shù)氣體和液體不滲透。總之，幾乎沒(méi)有什么是石墨烯做不到的。

基于石墨烯各種各樣“逆天”的特質(zhì)，德國(guó)萊布尼茲聚合物研究所的研究人員開發(fā)了一種智能石墨烯涂層，在房屋架構(gòu)發(fā)生斷裂的地方，石墨烯涂層會(huì)透過(guò)自身色彩的變化來(lái)提醒我們。

萊布尼茲研究所復(fù)合材料系的科學(xué)家 Shang-Lin Gao 表示：世界各地的大量關(guān)于石墨烯的研究工作都著重于單層石墨烯，它為很多應(yīng)用提供了功能廣泛的涂層；然而我們的工作則側(cè)重于不同大小和厚度的多層石墨烯納米片。透過(guò)重疊這些石墨烯納米片，我們首次實(shí)現(xiàn)了架構(gòu)的可變著色。

這種色彩的變化可以精確到納米級(jí)別的機(jī)械變形。受到魚鱗反射光的啟發(fā)，參與該項(xiàng)目的科學(xué)家設(shè)計(jì)出一種石墨烯涂層，可放大特定波長(zhǎng)的光，同時(shí)也會(huì)削弱一些其他光波。石墨烯薄片放置在某些特定角度上，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，損壞的區(qū)域會(huì)反射紅光、黃光和綠光，完好的區(qū)域則不會(huì)反射光束。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，光的色彩可以根據(jù)一個(gè)區(qū)域所受壓力的嚴(yán)重程度而改變。因此，你可以想像利用石墨烯涂層的反射作用，透過(guò)不同的色彩程序碼來(lái)顯示特定區(qū)域損傷的嚴(yán)重程度。

這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景

技術(shù)相較而言是抽象的，說(shuō)了這么多，你可能最關(guān)心的是石墨烯涂層技術(shù)到底如何讓生活變得更好。它最大的應(yīng)用就是提供人眼難以觀測(cè)的微裂紋，以更保障人們的安全。

涉及運(yùn)輸?shù)拇蟛糠旨夹g(shù)都包含復(fù)雜的人造結(jié)構(gòu)。通常情況下，我們很難確定橋梁和飛機(jī)結(jié)構(gòu)是否完好，畢竟微小的缺陷就可能導(dǎo)致巨大的事故，后果不堪設(shè)想。而這種新的石墨烯涂層則可使檢查人員輕松透過(guò)色彩變化，肉眼觀察到橋梁和飛機(jī)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的問(wèn)題，防范于未然。

這種材料對(duì)新太空站的建立可能更重要。將偵測(cè)設(shè)備傳送到太空非常昂貴，但是藉助石墨烯材料，宇航員目視就能檢查出設(shè)備有裂縫的位置，極有助于航太部門節(jié)約資源。一個(gè)和更多人生活息息相關(guān)的應(yīng)用是在我們?nèi)粘＞幼〉姆课荨：芏喾孔右蛔【褪呛脦资?，雖然看上去飽經(jīng)風(fēng)霜、坑坑洼洼，但真要說(shuō)出哪里有問(wèn)題要修理，倒還真被問(wèn)住了。

而且，這種涂料或許會(huì)對(duì)地震多發(fā)區(qū)域的房屋建設(shè)與防護(hù)有重要作用。有了新的這種石墨烯材料，你就可以輕松地看到房屋那里出現(xiàn)問(wèn)題，能夠更針對(duì)特定處修整，既能夠保證安全性，又省下了全面檢查的錢。不過(guò)，在我們真正使用石墨烯涂層技術(shù)之前，科學(xué)家說(shuō)還需要進(jìn)行更多測(cè)試，來(lái)確定涂層材料是否真能完美地完成自身的工作。

目前，石墨烯涂層的研制工作還處于早期階段。Shang-Lin Gao 教授指出，為了應(yīng)對(duì)石墨烯涂層的生產(chǎn)量擴(kuò)張、參數(shù)調(diào)控等相關(guān)的挑戰(zhàn)，研究和投資方面還有很多工作要做。如果這些技術(shù)得到有效的解決，變色石墨烯涂料可能會(huì)成為設(shè)計(jì)師、結(jié)構(gòu)工程師眼中的無(wú)價(jià)之寶。