石墨烯的智商税
本文来自微信公众号：果壳（ID：Guokr42），作者：Silas，编辑：Owl、窗敲雨，原文标题：《面膜能点亮灯泡？这还不是最智障的石墨烯产品……》
从十年前的“磁能”、“远红外”，到近两年的“纳米”、“量子”，某宝卖家们总是走在世界科技的“最前沿”。不过在中科院院士潘建伟对量子护肤进行官方吐槽之后，电商卖家们看中了另一个频上Nature杂志的名字：石墨烯。
全世界都在用石墨烯
打开某宝搜索“石墨烯”，满眼都是抗菌抑菌的“石墨烯内裤”、保湿抗氧化的“石墨烯面膜”、续航更强充电更快的“石墨烯电池”……更夸张的是产品介绍里，原理数据头头是道，什么“5200W/mK-1热导率”、“蜂窝结构抗菌抑菌”、“微电流温感”、“生物质纤维”……这简直把科技气息一步拉满。
国际顶级期刊算什么，真正的“大牛”都发TaoBao
不过话说回来，科学家们还真发现石墨烯很“万能”，不过不是你见到的那样。下面我来为大家鉴定下网络热门石墨烯。
石墨烯面膜？恐怕只有蒙娜丽莎用得起
智商税关键词：导电、清洁、抗氧化
护肤品在“使用高科技名词”赛道上，总是喜欢打头阵出场。某宝上石墨烯面膜早已层出不穷，然而实际上，石墨烯尚未列入国家药监局发布的《已使用化妆品原料目录（2021年版）》中。也就是说，从来没有任何石墨烯曾经使用在中国生产的任何化妆品中，无论是护肤品、彩妆还是洗发水。
查无此烯
虽然目前已经有厂商申请了石墨烯膜布的专利，但这毕竟是面膜中间的基布，不算做化妆品成分，通常也被认为不会进入皮肤，因此对面膜的效果没有决定性作用。不管你是想抗氧化还是亮白，都更应该移步去找面膜里的精华液。如果说想要吸附清洁，也还不需要动用石墨烯这尊“大神”。
还有卖家声称石墨烯面膜可以“微电流”影响皮肤，证据是 “发光”面膜可以直接点亮小灯泡……这就很令人疑惑了：先不用谈论“微电流有没有功效”了，我们得先讨论“电从哪来”。石墨烯是可以导电，但它自个儿在面膜里也不能发电啊，还得加上电源，才能真正产生微电流。
再仔细一看备注的小字，商家定义的“发光”是指“帮助肌肤体量，增加光感”，并不是说石墨烯能发电。至于为什么随面膜附送的灯泡，放到面膜上就会亮，果壳在产品中发现了这样的提示：“先充电3小时。”
“如何通过面膜点亮一个灯泡”丨果壳
目前电商平台上可以搜寻到大量品牌、各种价位的“石墨烯面膜”，无法确定这些面膜基布里是不是都添加了石墨烯。鉴于高纯度的石墨烯市面价格并不低，就算加了，净含量也不会太高。
某宝上真正单层石墨烯的售价，500毫克售价1000元。即使是售价更为便宜的多层石墨烯，对于化妆品行业来说，也可以称得上是价格高昂、无法添加太多。
多个品牌宣称面膜基布采用了成本较低“生物质石墨烯”，因此可以大规模应用。但是生物质石墨烯的品质，能否与其他石墨烯相媲美？2014年，《中国科学报》就曾发文讨论过。7年过去，不知生物质石墨烯是否已有提升。
贴在脸上的石墨烯看起来不太靠谱，那直接“长在脸上”的石墨烯面膜效果怎么样呢？
正经研究关键词：文物保护
来自希腊化工研究所的研究人员使用化学气相沉积（CVD）法在艺术品画作上制备了多层的石墨烯[1]，相当于用化学反应让画作表面直接生长出了石墨烯“面膜”。虽然这层膜只有几纳米厚，却能够阻挡紫外线、氧气、水分和腐蚀剂，保护画作免受褪色，让它“永葆青春”。
水、氧气、紫外线等均能对珍贵的画作产生损害
国内也有壁画用上了这种“面膜”，西北工业大学和陕西历史博物馆的研究人员曾使用石墨烯来处理壁画[2]，这些石墨烯也可以隔离紫外线，让文物和褪色说拜拜。
西工大研究人员制备的用来保护壁画的石墨烯纳米材料Ca(OH)2/GQD的样貌以及保护作用示意图
杀菌消毒？杀灭癌细胞倒是真的
智商税关键词：抑菌内裤
抑菌石墨烯内裤是当前市面上可以搜到的最多的石墨烯商品。商家们提到：“石墨烯锯齿状的锋利边缘可以轻易切开病菌的细胞膜，从而起到杀菌效果”，病菌落在石墨烯上就相当于爬上了刀山。
石墨烯：这么快就抛弃纳米抑菌啦？
这个说法的确有文献支持[3]，但在实验室中，研究人员发现石墨烯材料的杀菌效果与种类、尺寸、浓度、表面粗糙度、亲水性等一系列因素有关。同时还有研究显示出氧化石墨烯中的细菌生长速度更快。石墨烯的杀菌作用还存在很大的争议。
再考虑到石墨烯的价格，混纺在内裤纤维内部的那点石墨烯不但数量差得多，质量也远远跟不上。就算按照宣传效果达到真正能杀菌的量，那石墨烯内裤里，就得藏满无数个纳米小刀片……这不禁让人下体一紧，没准杀敌一千，自损八百……
最早发现刀片杀菌法的石墨烯纸[4]，是普通滤纸过滤了大量石墨烯悬浮液制成的，内裤里添加的石墨烯可没有这么多
市面上还有背靠国际专利的石墨烯口罩，看似杀菌，但还可能“杀肺”：口罩中微纳米级别的石墨颗粒，很容易被人吸到肺部深处造成不可预期的危害。加拿大卫生部就发布了一则公告，指出“含有石墨烯的口罩可能造成健康风险”。目前加拿大卫生部允许一种石墨烯口罩售卖，但仅仅确认了口罩中的石墨烯不会脱落，并没有确认石墨烯额外的抗菌、抗病毒效果。
而卷起来的石墨烯——碳纳米管就因可能危害健康，被列入SIN（需要及时被替换的材料）清单，果壳也曾科普过相关的争议。
加拿大卫生部4月份的通告指出石墨烯口罩存在的隐患丨healthycanadians.gc.ca
你用的“石墨烯”产品怕是杀不了什么细菌，但这可不能诋毁真正的石墨烯——它可以选择性地杀灭癌细胞。
正经研究关键词：抗肿瘤
2017年，来自法国、西班牙、意大利的研究团队发现几个原子层的石墨烯分散物（FLG）能够高度特异性识别并杀伤血液中的单核癌细胞，但对其他人体自身细胞如T、B、NK及DC细胞几乎无毒性[5]。简单点说就是“精准”杀死白血病人的癌细胞，是一种潜在抗肿瘤的纳米药物。
使用石墨烯处理后，单核细胞已消失殆尽
用石墨烯水壶，喝纯纯的H2O？
智商税关键词：排毒、养生
石墨烯作为碳的“亲戚”，净水机的商家们立刻嗅到了商机：净水。这不，去除氯气、降低硬度还能改善酸碱度的石墨烯健康水壶就出现了。
厂商宣称在水壶底部加了一层石墨烯导热，但转头又介绍一通石墨烯的过滤功能……做在壶底用来烧水的石墨烯加热片，怎么就越殂代疱干起了滤网的活？
就算是想把石墨烯做成“滤网”也不容易。石墨烯是单原子层，较难制成大面积材料，也很容易破碎，想直接做成一张“网”拿来商用，当下很难实现。
正经研究关键词：纳米多孔、净化海水
石墨烯中碳原子组成的六边形网格非常小，小到可以阻挡任何原子、分子通过——这根本就不是一张网，妥妥的一面墙啊！不要说病菌重金属，水分子本身都无法通过。
科学家们用各种方式在石墨烯的碳原子网络中制造一些小洞，制成纳米多孔石墨烯；通过控制洞的大小，就可以只让小尺寸的水分子通过，把体积较大的氯离子、钠离子等杂质阻挡在外面[6][7]。
石墨烯-碳纳米管滤网淡化海水机理丨参考文献[6]
武汉大学的研究人员们就使用碳纳米管作为石墨烯的支撑材料[8]，大大提高了整体的机械强度，使其可以承载6枚1角硬币的重量。或许大规模淡化海水的突破口就在这里。
超结实的石墨烯-碳纳米管滤网丨参考文献[8]
鸟屎+石墨烯=顶级论文
在科研界，石墨烯的名声也出现了两个极端。自从2004年英国科学家通过撕胶带的方法制得，并获得2010年诺贝尔奖后，石墨烯便火遍全球。相关研究如雨后春笋，2019年有超过四万篇关于石墨烯的论文发表。
石墨烯人造肌肉、石墨烯电池、石墨烯集成电路……石墨烯在超神的路上越走越远。（年份从右到左递增）丨Web of Science
“论文灌水”让它背负上了骂名：思路不清晰？加点石墨烯！好像什么材料掺点石墨烯，都可以发表一篇论文。新材料之王逐渐沦为“批量制造研究生”的好帮手。
有人在纳米材料顶级期刊ACS NANO上发表了一篇 “鸟屎+石墨烯”论文来专门怼当前科研界石墨烯疯狂灌水的现象，甚至题目都充满了作者的怒气：啥破烂玩意都能提升石墨烯催化性能啊？
无论是论文发到手软的科研学术届，还是收割智商税的资本市场，石墨烯的热度终将平息下去。也许石墨烯能发挥重大作用，成为真正的万能材料，但目前仍停留在实验室阶段，高成本低实用性的尴尬处境使得距离真正的批量生产民用化还有好远。
改变21世纪？或许吧，毕竟还有80年呢。
参考文献：
[1] Kotsidi M, Gorgolis G, Carbone M G P, et al. Preventing colour fading in artworks with graphene veils[J]. Nature Nanotechnology, 2021: 1-7.
[2] Zhu J, Li X, Zhang Y, et al. Graphene‐Enhanced Nanomaterials for Wall Painting Protection[J]. Advanced Functional Materials, 2018, 28(44): 1803872.
[3] Hegab H M, ElMekawy A, Zou L, et al. The controversial antibacterial activity of graphene-based materials[J]. Carbon, 2016, 105: 362-376.
[4] Hu W, Peng C, Luo W, et al. Graphene-based antibacterial paper[J]. ACS nano, 2010, 4(7): 4317-4323.
[5] Russier J, León V, Orecchioni M, et al. Few‐Layer Graphene Kills Selectively Tumor Cells from Myelomonocytic Leukemia Patients[J]. Angewandte Chemie, 2017, 129(11): 3060-3065.
[6] Cohen-Tanugi D, Grossman J C. Water desalination across nanoporous graphene[J]. Nano letters, 2012, 12(7): 3602-3608.
[7] Surwade S P, Smirnov S N, Vlassiouk I V, et al. Water desalination using nanoporous single-layer graphene[J]. Nature nanotechnology, 2015, 10(5): 459-464.
[8] Yang Y, Yang X, Liang L, et al. Large-area graphene-nanomesh/carbon-nanotube hybrid membranes for ionic and molecular nanofiltration[J]. Science, 2019, 364(6445): 1057-1062.