要說碳材料大家肯定會想到煤炭，但碳材料大家庭可不止煤炭一種。從石墨到金剛石、從碳纖維到碳納米管、從富勒烯到石墨烯，碳材料大家庭可謂五彩繽紛，各行各業都有碳材料的應用。碳材料是人類最早利用的元素，人類對碳材料的利用伴隨著人類文明史的發展，現在我們回顧一下碳材料的前世今生。

中國人是最早利用碳材料的，從文獻記載和考古發掘來看，至遲在漢代就已用煤了。《漢書。地理志》說：“豫章郡出石，可燃為薪。”豫章郡在今江西省南昌附近，這里所說的可燃為薪的石頭，其實就是煤。可見這時煤已用于群眾的日常生活。18世紀工業革命，開啟了煤炭作為工業燃料的時代，直到今天煤炭也是我們重要的能量來源，全國煤炭發電占總發電量的80%。

碳材料的另一種存在形式是金剛石，印度是首先發現鉆石的國家，3000年前，印度是鉆石的產地。自2500年前至18世紀初印度克里希納河、彭納河及其支流是世界只能產出鉆石的地方，歷史中許多有名鉆石如光明之山（kohi-noor）、奧爾洛夫（orloff）和大莫臥兒（great mogul）都來自印度，但印度的鉆石產量很小。至1725年巴西鉆石的發現及開采，使巴西取代印度，成為當時全球鉆石的最重要產地。1867年以后，南非發現了沖積砂礦床和大量原生金伯利巖筒使得南非成為首要鉆石生產國，其產量長期處于世界前列，并由此開創了鉆石業的新紀元。1905年，在南非阿扎氏亞發現了金伯利巖巖筒—普列米爾巖筒，并在此發現庫利南鉆石。南非擁有世界上產量大、且最現代化的維尼蒂亞鉆石礦。

雖然人類對碳材料的利用非常早，但是人類真正對碳材料的認識卻是最近200-300年的事。1722年，瑞尼·瑞歐莫發現鐵在轉變為鋼的過程中會吸收一種物質，今天人們知道這就是碳。1772年，安東萬·拉瓦錫證明鉆石是完全由碳組成的。他燃燒了木炭和鉆石，發現兩者都沒有產生水，而且形成的二氧化碳質量相同。人們曾以為石墨是鉛的一種形態，但卡爾·威廉·舍勒在1779年證明了它和木炭相同，但混有小量鐵，并會氧化之后釋放二氧化碳。1786年，法國科學家克勞德·貝托萊、加斯帕·蒙日和沙爾·奧古斯丁·范德蒙以拉瓦錫對鉆石所用的方法證明，石墨同樣主要由碳組成。石墨在燃燒后同樣留下了鐵，因此他們以為鐵在石墨結構中是必要的。拉瓦錫在他1789年的教科書中將碳列為化學元素。1985年，科學家發現了一種新的碳單質富勒烯，其中包括巴基球、碳納米管等等。發現者羅伯特·柯爾、哈羅德·克羅托和理查德·斯莫利因此獲得了1996年的諾貝爾化學獎。后續請見碳纖維的前世今生（二）

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