石墨烯這種樣樣第一的超級材料，這種納米材料是無價的，但這不是成本的問題。它的價值在於它的潛力。這個問題的分子被稱為石墨烯，歐盟準備在2013年至2023年之間投入10億歐元（13億美元），以確定它是否能改變電子、能源、健康和建築等一系列行業。
就像它的名字所示，石墨烯是從石墨中提取的，石墨是用在鉛筆上的材料。和石墨一樣，石墨烯完全由碳原子組成，1毫米的石墨含有大約300萬層的石墨烯。石墨是一種三維的晶體結構，而石墨烯是一種只有原子厚度的二維晶體。碳原子在六角形的蜂窩結構中完美分佈，只有0.3納米厚，每個原子之間只有0。1納米。
它的強度是鋼的200倍，但比鋼輕六倍。它幾乎完全透明，因為它只吸收2%的光。它對氣體是不滲透的，即使是像氫或氦那樣輕的氣體，如果還不夠的話，化學成分可以被添加到它的表面來改變它的性質。
“石墨烯是一個平臺，就像棋盤一樣，你可以在上面放置你想要的棋子。”微妙之處在於找到正確的位置。在國家科學研究中心（CNRS）的一部分，格倫布爾學院的文森特布奇亞解釋說：“這是一種真正的美。”歐盟資助了一個石墨烯旗艦研究機構，未來10年將由歐盟出資。
這種神奇的材料已經有了很長的路要走。理論上，這種二維結構被認為是不穩定的，因此可以更好地捲起來，就像20世紀90年代用碳納米管所觀察到的那樣。
2004年，兩名俄羅斯出生的科學家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃塞洛夫和其他人一起發表了第一個電子測量結果，證明他們已經分離出了石墨烯。他們用膠帶把石墨片從石墨中分離出來——這最終導致他們在2010年獲得了諾貝爾物理學獎。
Goerbig說：“這一理論只適用於二維空間，但實際上，晶體在三維空間中生長，而小的表面起伏就像波浪一樣，穩定了晶體。”實驗很快證實了這種新材料的驚人行為，可以用表面上的一種電子海洋來解釋，沒有任何東西可以停止，也不會相互作用。這就好像電子沒有質量，速度比光速慢了300倍。描述它們的數學方程式更接近於高能粒子而不是固體物質，因此這一出色的表現說明了許多潛在的用途。
石墨烯可以作為一種良好的導體，可以代替在觸摸屏中使用的銦的電極。由於它是輕的，石墨烯可以被集成到複合材料中以消除閃電對飛機機身的影響。它也是防水的，在氫氣儲藏庫中也可以使用。
因為沒有什麼能阻擋電子，石墨烯不能被“關掉”，所以理論上它在晶體管中用處不大，晶體管是現代電子產品的關鍵部件。然而，研究正在進行中，以創造一個人造的帶隙，使它能夠被關閉，從而用於這個目的。
歐洲聯盟已經決定將重點放在一些應用上。“我們的目標是支持歐洲的創新，同時也要建立一個專家網絡，與企業進行長期研發項目的接觸，”該項目的一個部門負責人說，他同時也是巴塞羅那的加泰羅尼亞納米科學和納米技術研究所的研究員。
這一過程的主要步驟已經開始。幾家初創公司已經在製造石墨烯，主要用於實驗室，使用各種技術。帶有膠帶的“歷史”一詞已經被化學去角質所取代。另一種方法是使用碳和硅基板，加熱後除去硅原子，在表面留下一層石墨烯。另一種方法是在銅表面放置碳，加熱後，會催化石墨烯的生成反應。美國萊斯大學的一個研究小組甚至用蟑螂的腿作為碳的來源。
行業巨頭也在運作。IBM已經生產了幾款電子元件原型，而三星則在石墨烯電極上製造了一個平面屏幕（對角線為70釐米）。這位網球拍製造商的頭用網球冠軍諾瓦克德科科和瑪麗亞莎拉波娃來推廣用石墨烯製作的球拍。巴斯夫和戴姆勒-奔馳設計了一款名為“Smart Forvision”的概念電動汽車，它將石墨烯加入了導電的電子紡織中。2012年，巴斯夫發表了一份有關石墨烯未來的報告，預測2015年的市場價值為15億美元，2025年將達到75億美元。
今年早些時候在巴黎召開的以石墨烯為基礎的複合材料會議上，嚴格地說，石墨烯是單層的，但是製造過程可能會產生多層疊加。當超過10個層被創造出來時，這些特性就會發生巨大的變化，就像石墨比石墨烯更像石墨。據盧瓦索說，“複合材料中碳、石墨烯或納米管分子之間相互接觸是有必要的。對於細長的碳納米管來說，這比用在形狀上的石墨烯更容易，這就解釋了兩者的區別。合成材料需要很長的時間，而納米管具有成為更成熟材料的優勢。納米管研究人員並不樂意看到石墨烯問世，並吸引了注意力和資金。
然而，積累的納米管經驗對於加速石墨烯的工作非常有用。“用了六年時間才製造出第一個用納米管的晶體管，”盧瓦索說。“用石墨烯，我們在一年內進行了第一次電測量。”
就其醫療用途而言，一種材料的知識是為另一種材料服務的。歐洲項目的一個關鍵方面是，除了研究可能的中間應用外，如何保護石墨烯和最終用戶的工作。“目前，我們的研究顯示沒有效果，而另一些則表明存在潛在風險，”法國斯特拉斯堡分子與細胞生物學研究所的研究主管阿爾貝託比安科說。他同時也是歐洲項目健康與環境方面的負責人。
事實上，就像碳納米管一樣，需要考慮大量不同類型的石墨烯。大小當然很重要，但化學狀態也很重要。由於石墨烯是如何合成的，或者它的層是如何被建立的，這種分子可能會被氧化或多或少地氧化，或者含有不同數量的殘餘雜質。目前還沒有明確的答案。今年4月，在德國化學學會的科學期的一篇文章中，其中一些研究發現，在其他一些微生物的體內，微生物對微生物產生了毒性作用。石墨烯可能對細胞造成損害，也沒有任何光亮。石墨烯是垂直穿過細胞壁還是在細胞上覆蓋？
“一個樂觀的看法是，化學可能使我們能夠調節納米材料的生物活性，”比安科說。例如，通過結合不同的化學基團，可以使石墨烯具有或多或少的可溶性，或引導它接近一個給定的治療目標。因此需要額外的工作。該聯盟將研究對不同類型的細胞（癌、神經元、與免疫系統相關）的影響，以及對兩棲類的影響。
石墨烯的另一個優點是，它為其他二維材料打開了通向原子之小的路徑。氮化硼、硫酸鉬、鎢甚至100%硅硅烷是一些聽起來很奇怪的名字，可能會變得更常見。一些分離,其他的行為。將這些分子層層堆疊起來，就會創造出具有新特性的新材料。
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