本文的前一部分着眼于纳流传感器的挑战，特别是在血流方面。此部分着眼于石墨烯，这是新传感器的基础。
石墨烯是直到最近才存在的材料结构中国机械网okmao.com。但是，石墨的组成元素（碳元素的晶体形式，其原子排列成六边形结构（图1））已为人所知并使用了数百年，在消费品，工业生产中也有无数用途，甚至铅笔“铅”。当然，其他碳的同素异形体是钻石，以及所有引人入胜的结构的碳纳米管和富勒烯。（同素异形体代表元素可以存在的不同物理形式；石墨，木炭和金刚石都是碳的同素异形体。）
图1：石墨是元素碳的晶体同素异形体，其原子排列成六边形结构。图片：Science Direct）
虽然石墨烯由石墨组成，但它是该元素的一种非常特殊的形式。石墨烯是石墨的单层形式，作为一个原子厚的（或“薄”）层相互键合和布置成六边形或蜂窝晶格的碳原子（F我古尔2） 。
图2：碳同素异形体石墨烯是元素碳原子的原子级单层六角形晶格。图片：维基百科）
听起来“没什么大不了”或“没有重要的区别”，但事实并非如此。石墨烯是人类已知的最薄的材料，厚度只有一个原子，而且强度也非常高-比钢强200倍。最重要的是，石墨烯是极好的热导体，并具有令人感兴趣的光吸收能力。作为电导体，它的性能优于铜。它几乎是完全透明的，但密度如此之高，以至于最小的气体原子氦都无法通过。石墨烯只有一个原子厚-也许是宇宙中最薄的材料-形成了高质量的晶格，结构中没有空位或位错。这种结构赋予了它有趣的性能，并产生了令人惊讶的新物理学。
石墨烯有一些讽刺意味。尽管碳已经被人们知道并被“永远”使用（可以这么说），但石墨烯本身却相对较新。尽管科学家知道理论上可以存在一原子厚的二维晶体石墨烯，但没人能找到从石墨中提取或制造石墨烯的方法。
然而，在2004年，研究人员Andre Geim教授和Kostya Novoselov教授（均为俄罗斯出生，但在英国曼彻斯特大学从事研究工作）首先通过重复使用“苏格兰”胶带将石墨剥离成越来越薄的层来分离石墨烯。 ，然后溶解磁带本身，图3（这个故事显然还有很多）。两人因其理论和应用研究成果获得了2010年诺贝尔物理学奖，该论文发表在《科学》杂志上的论文“原子薄碳膜中的电场效应”中。
图3：石墨，石墨烯晶体管的块，并在2010年有关实现石墨烯和捐赠给诺贝尔博物馆在斯德哥尔摩由安德烈·海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫胶带分配器（图片：维基百科）
可以很容易地说：“石墨烯听起来不错，甚至有些有趣，但是那又如何呢？” 但是还有更多。在许多方面，它就像硅一样，具有许多“未被发现”的用途，几乎是一种奇妙的物质，可以自行解决或与其他材料结合解决潜在的问题。弄清楚如何使它成为几乎可以大量生产的标准产品是另一个挑战，但是您现在可以从专业供应商那里以纤维和片材形式购买它。
在某些方面，石墨烯的应用思路类似于激光。当西奥多·H·迈曼（Theodore H. Maiman）在1960年向媒体和公众首次展示激光时，记者的“嘲笑”是激光是“一种寻求解决问题的解决方案”。我们当然知道这个神秘故事的结局，并且石墨烯也已进入许多应用程序。
一种应用使用石墨烯来替代基于硅的晶体管，因为该技术正在迅速达到其基本极限（低于10纳米）。也可以使用外延生长技术来制造石墨烯-在具有匹配基板的晶体顶部上单层生长-以创建用于电子应用的石墨烯晶圆，例如在太赫兹区工作的高频晶体管或构建微型印刷电路板在纳米级。
石墨烯被用作塑料的填充料，以制造复合材料，例如用于增强型网球和其他球拍。石墨烯悬浮液也可用于制造适用于LCD屏幕的光学透明和导电膜。最后，它也可以作为独特传感器的基础，例如第3部分中讨论的纳流技术。作为附加好处，单质石墨，石墨烯和其他碳基结构通常不被视为健康危害，尤其是对人体有害。 。（不要将“碳”与“二氧化碳”（通常与气候变化有关而混淆）–草率的术语是，大多数人真正使用的是二氧化碳CO 2分子时使用的是“碳”这个词。完全不同的物质。）