食物残渣、废弃汽车轮胎有机会重生再造，科学家们最近找到一种新方法，几乎能从所有固体碳基物质中转化出高价值的石墨烯薄片，并且成本相当低廉。
归功于碳原子的特殊排列结构，石墨烯这种神奇材料比钢还要坚硬、比铜还要更容易传导电与热，能充当难以渗透的壁垒以防止金属生锈，混凝土中只要添加少量石墨烯就能增强材料性能。只不过自 2004 年发现至今，高品质石墨烯（无论单层还是堆叠多层）在工业规模上的制造、纯化成本仍相当高昂。
目前，生产适合应用在电子中的单层石墨烯方法为化学气相沉积法，然而此法单次制造量极少，批量生产的话成本太高；另一种剥离法虽然可单次生成较多石墨烯，但同时会产生许多“斑点”，让石墨烯材料的应用威力大打折扣。
2014 年时，莱斯大学化学家 James Tour 团队发现可以用激光将碳烟（carbon black，也称炭黑）打成纯石墨烯，每一片石墨烯仅几层厚，其过程为短暂激光脉冲将碳加热到约 3000K 温度使碳原子之间的键断裂，冷却之后聚结成稳定结构，只不过这种方法相当费力。
2 年前，James Tour 团队的研究生之一 Luong Xuan Duy 发现，其他研究人员利用电流快速撞击材料来制造金属奈米粒子，Luong Xuan Duy 于是想知道是否可以用电来加热碳源并生产石墨烯。
因此，研究人员先将炭黑放入透明玻璃小瓶中，并用 400V 的电对其撞击约 200 毫秒。最初得到的成果没有变化，炭黑依然只是炭黑，但经过一番调整后，实验过程开始产生淡黄色闪光，表明小瓶内温度达到了约 3000K，并在大约 10 毫秒内将炭黑变成石墨烯薄片，剩余的非碳元素都被转化为气体。
事实结果表明，团队确实制造出一种称为“乱层石墨烯（turbostatic graphene）”的材料，这种结构的石墨烯层与层之间堆叠角度混杂不规则，当添加到水或溶剂中时，乱层石墨烯会悬浮在水面不结块，易与任何复合材料相互作用。
后续实验结果证实了乱层石墨烯的良好应用，当研究团队将石墨烯添加到混凝土中时，混凝土抗压强度提高了25%；将石墨烯添加到聚二甲基硅氧烷（PDMS，可做为隐形眼镜的材料）中，其强度提高了 250%。
这项技术让人再度看见石墨烯与各种复合材料结合、且成本低廉的应用，加上这种石墨烯几乎可从任何有机物如：咖啡渣、食物残渣、废弃轮胎、宝特瓶中回炉再造，科学家正在努力让垃圾转化为黄金。
新论文发表在《自然》（Nature）期刊。
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（首图来源：莱斯大学）
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