看看铁碳相图，通常我们靠含碳量的高低来调节铁碳合金材料的强度与韧性；在有机高分子领域，碳作为标志性元素则构成了整个生物圈的骨架。从上个世纪中期，富勒烯、碳纳米管、石墨烯等许多炭的材料相继进入人们的视野，总结起来就是—“21世纪是碳的时代”。接下来盘点下碳的几个产品——石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管、石墨烯。

　　应该说，石墨和金刚石算是我们人类最早接触的两种炭材料，两者从外观到性质差别实在太大，完全让人看不出它们是“孪生兄弟”。石墨质地软脆，导电优异；而金刚石坚硬耐磨，几乎完全不导电。近代科学家告诉我们，其实金刚石和石墨化学成分完全相同，只是晶体结构不同。石墨晶体呈片状，同一层的碳原子以共价键连接，层间则是微弱的范德华力，结构内含有自由电子；而金刚石中碳原子按四面体形式以共价键紧密相连，组成无限的三维骨架，无自由电子，是典型的原子晶体，结构致密，是石墨的1.5倍。正是结构中碳原子的排列方式不同，使得两者具有不同的物理性质与用途。

　　很多人可能想当然的以为，金刚石是原子晶体，石墨为混合晶体（单层原子晶体，层间是分子晶体）前者熔点肯定高于后者，其实不然。由于石墨结构中共价键键长稍短于金刚石，键能较大，从而石墨的熔点稍高于金刚石。随之科技发展，如今金刚石与石墨也可在一定条件下实现转化。

　　到了1985年，《Nature》以封面文章的形式报道了一个具有60个原子的碳原子团簇，即C60。它是一种由60个碳原子构成的分子，形似足球，因此又名足球烯。随后科学家们也相继分离或合成出其他类型的足球烯，比如C28、C32、C50、C70、C240等等。

　　C60有许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀，在光、电、磁等领域有潜在的应用前景。不过，这几年，富勒烯的风头逐渐被其他后来居上的碳族兄弟们所取代。当然，这可能也跟它问世30年来，未曾取得当年追捧时所构想的成绩有关。