谈到世界上最坚硬的东西
你首先想到的可能是钻石。钻石是经过琢磨后的金刚石，而金刚石是目前已知自然物质中最坚硬的。它由碳元素组成，形成单质晶体。有趣的是，虽然碳元素可以形成多种形态，但它们都被称为碳的同素异形体。
石墨是我们最常接触到的碳的同素异形体之一，它被用作铅笔芯的材质。尽管石墨和钻石都由碳原子组成，但它们的物理性质却截然不同。石墨具有层状结构，层与层之间通过范德华力结合，这使得它容易滑动。范德华力是一种存在于中性分子或原子之间的弱碱性电性吸引力。
石墨在纸上摩擦着色的过程，实际上是石墨层从石墨上剥离的过程。剥离的层状物质被称为石墨烯，它也是碳的同素异形体之一。石墨烯是单层的石墨，其厚度只有一根发丝的二十万分之一。
令人惊讶的是，尽管石墨烯是从柔软的石墨中剥离出来的，但它的强度却极高。哥伦比亚大学的物理学家们对石墨烯的强度进行了全面的测试。他们发现，在施加一定的压力后，石墨烯的微粒才开始破裂。根据这些实验，测算出要让一层保鲜膜那么厚的石墨烯断裂，需要施加极大的压力。石墨烯之所以如此强大，是因为它是一种二维平面薄膜材料，由高度稳定的C-C键连接而成，呈现出二维六角网格状结构。这种结构不仅键强度极高，而且弹性和延展性也十分出色，延展幅度能达到自身的20%。
基于这些特性，石墨烯在航空航天、汽车行业等领域的应用前景广阔。使用石墨烯可以保证材料的强度并减轻重量，从而提高安全性和节能性。
参考文献：
[1]史蒂夫米尔斯基所著《大象如何站在铅笔上》。北京：外语教学与研究出版社，2014年。P68-P70。
