虽然石墨烯的确是一项了不起的发现 ， 但在石墨烯之外 ， 仍有许多元素和二维材料等待人类的发现 。 显然 ， 石墨烯并不等于所有二维材料 ， 实际上 ， 二维材料与二维材料之间并非完全相同 ， 甚至谈不上相近 。 其中有一些可能是导体 ， 比如石墨烯 ， 而有一些则不是；有些材料结构强韧 ， 有些则不是 。 而最终 ， 这些材料将与石墨烯相结合 ， 共同创造出更具独特性质的新材料 。
如前所述 ， 石墨烯是由碳原子构成的 ， 碳原子之间的连接度比金刚石更为紧密 。 另外 ， 碳原子间特有的连接方式让碳平面上下方的p轨道实现啮合 ， 从而形成石墨烯超乎寻常的电子性能 。 要知道 ， 碳结构可塑性极强 ， 能够形成一至三种不同几何形状的化学键 ， 这使其的适用范围远大于人们的想像 。
其中 ， 在适当条件下 ， 石墨烯可以实现分解还原 。 也就是说 ， p轨道能够同其他原子相结合 ， 却不会同相邻的碳原子结合 。 而氢原子则成为了这种反应的第一选择 ， 这也就是还原反应 。 如果在石墨烯中加入氢 ， 二维的晶体结构就会被还原为石墨烷（每个碳原子都拥有单独对应的氢原子） 。 在这种情况下 ， 还原反应将改变石墨烯的特性 ， 使其不再具有导电性 。
尽管在还原反应下 ， 石墨烯不再具有导电性 ， 但此时．石墨烯的高比表面积便成为其独具的优势 。 因为每一个碳原子都可以直接暴露在表层 。 当氢被引入表层石墨烯时 ， 氢原子将会与表层碳原子中的一半结合起来 。 氢之所以不与所有碳原子相结合 ， 是因为在那样的情况下 ， 原子间会产生排挤现象 。
与此同时 ， 碳和氢之间的化学反应还存在一个现象 ， 就是两者形成的化学键并不牢固 。 伴随着石墨烯及其衍生物范围的扩大 ， 石墨烯必将在电力的生成、管理和使用方面发择更大作用 。 在制造可充电氢燃料电池的过程中 ， 石墨烯便有可能成为重要原料之一 。 当加热到450°时．石墨烷会释放出氢原子 ， 而将氢原子聚集在一起便可发电 。 这种化学反应将石墨烷还原为石墨烯 ， 石墨烯经过冷却便可吸纳更多的氢 ， 这样就形成了可反复充电的电源 。
除了将石墨烯与氢结合外 ， 在元素周期表上 ， 至少还有91种稳定元素可以研究 。 于是 ， 基于其他元素是否能够形成类似石墨烯的结构并且具有同样神奇的特性 ， 科学家们也展开了深入的研究 。 其中 ， 一个概念解释了具有相似键合结构的化合物为何会呈现出类似的表现特征 ， 那就是等电子性质 。
一种材料如果想要与石墨烯具有等电子性质 ， 就需要在轨道云中形成高度近似的电子排列 。 与碳（硅、铅等）处于同一列的元素就是碳的等电子体 ， 这就意味着 ， 科学家们可以基于近似石墨烯六边形结构的其他元素来发现研究“烯”类分子 。 硅元素可形成硅烯结构 ， 锗元素可形成锗烯结构 。
如今 ， 二维材料已被证明是众多潜在应用中最有希望的候选材料之一 ， 比如电子、光电子、催化、储能、太阳能电池、生物医学、传感器、环境 ， 而大量的新型二维材料又表现出超越了石墨烯的特性 ， 比如 ， 过渡金属二卤化物（TMD包括MoS2、MoSe2、MoTe2、WS2、WSe2、ReS2、TaS2等）、己醇氮化硼（h-BN）、石墨烯、贵金属二卤化物（NMDs:PdSe2、PtSe2、PtS2等）、等等 ， 可以预见 ， 对于二维材料的持续发现 ， 将有望带来材料领域的爆发 ， 并发挥各个元素的潜能 ， 为人类世界造福 。
二维材料的热潮
当然 ， 二维材料家族中的材料数量仍在逐年增加 ， 近年来 ， 二维材料在各个方面都取得了重大突破 。
实际上 ， 自然界的矿物中不存在硅或铅的二维薄片 。 因而 ， 从实现石墨烯的成功分离开始 ， 在研究人员对每一种石墨烯等电子体的表现特征持续研究下 ， 2004年 ， 科学家成功制造出来铅石墨烯 ， 硅烯的制造时问则要推迟至2012年 ， 接着是2013年制备出来的锗烯 。 最后一个是单层锡 ， 直至2015年才被制成 。 在为人类利益而不断探索自然规律的过程中 ， 每一种新材料的出现都为人类提供了追寻物理学下一个关键节点的新线索 。
并且 ， 等电子化合物并不仅仅局限于碳族元素当中 ， 碳族左右两侧元素的结合也能够形成六角晶格 。 六边形的氮化硼（h-BN）就是由硼和氮构成的石墨烯状二维单层材料 。 硼的电子比碳少一个 ， 而氮则比碳多一个；当这两种元素发生反应时 ， 便会形成与石墨烯相同的六边形结构 。
尽管在过去十年中 ， 二维材料领域取得了重大进展 ， 但与此同时 ， 这个快速发展的领域仍然面临着一些挑战 。
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