孫亞飛
清華大學化學博士。
近十年來，石墨烯壹直是材料科學的寵兒。近兩年，隨著疫情的蔓延，壹些防疫產品開始宣稱使用石墨烯原料，在市場上獲利頗豐。
有趣的是，曾經風光無限的石墨烯也遭遇了滑鐵盧。網上有很多傳言說石墨烯口罩和石墨烯棉簽會導致肺部疾病，還有人整理了氧化石墨烯(GO，石墨烯的衍生物)的各種罪狀，這是壹種秋後算賬的態度。從內容上看，氧化石墨烯似乎已經被用作生化武器。
圖註:關於石墨烯的含量，氧化石墨烯似乎已經被用作生化武器。
從材料學的角度來看，這些說法可以說是漏洞百出。比如GO可能會被5G頻率激活，其實是扯淡。因為氧化石墨烯不是有機物，不是具有生命功能的分子，自然沒有生物活性或無活性。即使在列表中，本身也有壹些相互矛盾的說法。比如圍棋，會在口中產生壹種金屬味，但後來會導致味覺和嗅覺的喪失。很明顯，這只是壹些無聊的人寫的壹個笑話，諷刺把石墨烯或氧化石墨烯的概念隨意應用到各個領域的做法，但也有人把這些不可思議的說法當真了。
其實我們只要反過來思考這個問題，就能明白這些說法有多可笑了。如果GO是化學武器，同時有這麽多離奇的作用，投毒者有必要把它加工成棉簽、口罩，甚至花大力氣添加到疫苗裏嗎？直接扔到食物裏不是更簡單嗎？無論如何，讓我們談談石墨烯與新冠肺炎疫情的關系。
1.石墨烯是什麽，它是怎麽火起來的？
相信經過這麽多年的宣傳，很多人都很熟悉石墨烯這個名詞，本質上就是單層石墨。
石墨是壹種由碳元素形成的晶體結構，在生活中非常常見。例如，鉛筆芯主要由石墨和粘土組成。石墨越多，筆芯越軟，但寫出來的字越黑。石墨之所以能寫字，主要是因為它是片狀結構，層間容易錯位。當它在紙上摩擦時，會留下痕跡。
每片石墨只有單個原子那麽厚，因為其化學性質與烯烴相似，所以有石墨烯的稱號。這意味著，即使石墨的厚度只有壹毫米，也是由數百萬層石墨烯組成的。
單層石墨烯不穩定，容易團簇在壹起，所以很長壹段時間，沒有人相信真的能得到。
2004年，英國曼切斯特大學的科學家安德烈·海姆想出了壹個奇怪而簡單的方法。通過將石墨放在兩層膠帶之間，撕開膠帶使石墨越來越薄，首次得到了石墨烯材料。憑借這項發明，他獲得了2010年諾貝爾物理學獎。
石墨烯壹問世，就因其優異的性能引起了材料科學家的關註。比如，它保留了石墨良好的導電性，但因為只有單層原子那麽厚，所以在超導性上極為出眾。中國天才科學家曹原在麻省理工學院學習期間，以石墨烯為研究對象，深入探討了超導的內在原理，並連續發表了數篇頂級期刊，震驚世界。
但是純石墨烯因為沒有活性化學基團，很難應用。所以壹般的做法是用濃酸處理石墨烯，使之成為氧化石墨烯，這樣就可以和其他物質相互作用。
盡管如此，石墨烯和氧化石墨烯壹直沒能走向民用產品，因為它們的價格太貴，而民用產品通常不需要它們的特殊性能。至於市面上所謂的石墨烯產品，基本都是來源於虛假宣傳。
二、防疫用品中的“石墨烯”是什麽？
事情的起因其實是加拿大衛生部的警告[1]。
2021年4月，加拿大衛生部稱，有人戴口罩後肺部出現癥狀，像吸貓毛壹樣難受。這些口罩都有壹個共同的特點，就是包裝上都標有石墨烯的字樣。研究發現，這些“石墨烯顆粒”會被肺部吸入。
相信很多人看到這裏都會發現兩個疑惑:為什麽要把石墨烯做成粉末放在口罩裏？哪個口罩廠商這麽土豪，能用石墨烯做口罩？
其實這些問題都不難回答，只要妳找到加拿大的原始文獻。
在這些材料中，突然出現了以下內容:
翻譯過來，這些口罩是中國山東壹家公司生產的，標稱含有“生物質石墨烯”。沒想到，它卻成了我們出口到國外的產品，這多少讓人有些意外。
這件事顯然不止於此，因為我們還是要問，山東壹家公司是怎麽生產出石墨烯口罩的？
在這家企業的官網上，不難找到關於生物質石墨烯的相關介紹，這種材料原本是由稭稈制成的，但產品圖片中的黑粉似乎不同尋常。
圖註:企業官網上的產品圖片。
如果繼續搜索這家企業的專利技術，我們很容易找到這種生物質石墨烯的生產工藝，但也差不多。
只是仔細看了過程，人們會好奇。生產出來的是石墨烯還是納米級活性炭？眾所周知，活性炭也是碳的單質，本質上是未能形成晶體的石墨，具有多孔結構。相比石墨烯這種很難制備的材料，活性炭的制備並不難。
進壹步查詢發現，早在2015，這個專利還存疑。綜上所述，參與發明的團隊承認這項技術並不成熟[2]。
最後，有壹個疑問，石墨烯具有優異的性能，但這些性能主要在電磁學和力學方面。不是抗菌專家，吸附性高的活性炭才是。
命名不當，制備技術不成熟，石墨烯口罩宣傳的抗菌技術都指向同壹個結論，就是這裏的石墨烯本質上是更精細的活性炭。所謂的“石墨烯口罩”本來就是烏龍球，難怪加拿大衛生部會調查上述結果。活性炭口罩在國內並不少見，長期佩戴確實存在吸入顆粒物的風險。所以最簡單的無紡布口罩更適合防疫需要。
總之，石墨烯和氧化石墨烯都是非常昂貴的實驗原料，很難用在量產的民用產品上，更不用說耗材了。所謂引起肺部癥狀的“石墨烯”並不是真正的石墨烯，更有可能是活性炭。