现在我们用光纤传递信息已经习以为常，几乎每家人家装宽带，自然而然的就想到装光纤。但在并不遥远的过去，这简直是天方夜谭...
玻纤的应用有很多年的历史，应用的领域也很多，但玻纤一直是作为增强材料使用。当然玻璃是透明的，长长的玻纤丝，可不可以传递光呢？因为玻棒就可以传递光，比如牙科医生用弯曲的玻璃棒来把灯光导入病人的口腔为手术照明。
如果是玻纤呢？玻纤细细长长，还非常软，那样不就可以随意传播了吗？
1938年，美国Owens Illinois Glass公司与日本日东纺绩公司终于可以生产玻璃长纤维了。可这个时候生产的光纤是裸纤，光纤的传播是利用全内反射原理，全内反射角由介质的折射系数决定，裸纤会引起光泄漏，光甚至会从粘附在光纤上的油污泄漏出去。1951年，光物理学家Brian O’Brian提出了包层的概念。有了概念，就开始试验。有人试图用人造黄油作为包层，但不实用。也有人也想到了蜂蜡和塑料，比人造黄油好多了，但仍然不实用。1956年，密歇根大学的一位学生制作了个玻璃包层光纤，他用一个折射率低的玻璃管熔化到高折射率的玻璃棒上。
这样利用光的全内反射作用，光纤就可以在玻璃纤维中传播了。
随着通信技术的发展，常规的电信号传播的方法有一定的限制，人们想到了光波。随着台激光器问世，加之光纤的发明，工程师们将目光聚集在利用激光器加光纤的光纤通信方式。工程师们经过无数次试验，但发现大量的光被玻璃吸收，光在玻璃中会严重衰减，传播损耗太大，光纤根本无法实现远距离通信。
在无数次失败之后，基本上所有人都放弃了。但仍然有一个年轻人相信，通过光纤传递光，继而传递信号有希望。他花了很长研究光与玻璃的关系，发现光在玻璃中的衰减主要归于三大原因：玻璃分子的吸收与散射、玻璃分子结构不规则的影响、玻璃中杂质的吸收与散射。他认为若能在制造玻璃的过程中去除杂质，就有机会大幅改善光衰减，就能实现光信号的传播。1966年7月，高锟就光纤传输的前景发表了具有历史意义的论文。该文分析了造成光纤传输损耗的主要原因，从理论上阐述了有可能把损耗降低到20dB／公里的见解，并提出这样的光纤将可用于通信。
但这只是理论，如果验证，得需要工业界的的配合，但一个毛头小伙子，提出这么一个大胆的理论，谁信呢？于是，他满跑，宣传他的理论，找企业、找人配合他做。我估计，那时候他肯定像个唐僧一样，逮到个机会，就絮絮叨叨的宣传他的理论。
好在他也是名校出身，论文也在高级别的期刊的发表（幸好那时还没有SCI因子，不然说不定OVER呢）。他的论文渐渐的消除了学术界、工业界的疑虑，证明了光导纤维传输信息的可行性，很多人也就跟上来做研究了。随后，工业界投入人力和财力，科学家、工程师全力以赴，开始根据他的理论对光纤通信进行研发。几年以后，美国康宁公司真的拉出了20dB/公里的光纤。康宁公司个实现了与理论一致的结果，并突破了他所提出的每公里衰减20分贝（20dB/km）关卡，证明光纤作为通信介质的可能性。
在这基础上，人们又进一步进行研究，通过光纤进行光通信就成为了现实，而他也成了光纤之父，并获得了诺贝尔奖。到这里大家一定猜到他是随了，他就是高锟。
笔者数年以前在光缆行业瞎混过一段时间，虽然绝大多数在外围，但也略做过一点研究。而且更早一些年，还做过玻纤改性。更重要的是光纤的重要性和特性留下了深深的烙印。
近一些年，笔者从事碳纤维及复合材料相关的工作，工作有一定的年头了，成绩谈不上，但是还愿意多看些书，多动点脑筋，多思考。
碳纤维（carbonfiber，简称CF），是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构，在沿纤维轴方向表现出很高的强度。
碳纤维及微观的结构
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注意碳纤维描述中的两个关键词：含碳量大于90%，乱层石墨烯结构。但这是碳纤维的必然吗？
如果杂质太多，就会破坏碳纤维的结构。试想，如果碳纤维的含碳量能做到99%以上，能达到99.9%或99.99%甚至以上？将会如何？
另外乱层石墨结构是碳纤维绕不开的结构？
如果杂质太多，就会破坏碳纤维的结构。姑且乱不乱层不说，杂质多了，连石墨烯的六边形结构可能都有缺失。
石墨烯关键在于其二维层状结构。如上图所示，单层石墨烯是SP2杂化的六元环，在聊一聊神奇的碳中，讲到了集中类型谈的杂化形式，简单说来，SP2杂化的碳六元环类似的就是苯环，苯环形成的大π共轭键，使电子可以在整个苯环上离域，但苯环另外还有氢。而石墨烯的氢由碳替代，所以整个石墨烯结构就是一个离域的共轭结构，理论上电子可以在整个石墨烯网状链上自由流动。
理论中具有具备良好结构碳纤维，在碳纤维纤维方向，具备良好的导电、导热性能。随着技术的发展，做出纯度很高的碳纤维，这样会有更接近完美的性能。
随着技术的发展，同时我们可以进行分子结构层面的设计，由乱层石墨烯结构，做出错层石墨烯结构的碳纤维，对性能将会有更好提升。
而且错层石墨烯结构的碳纤维，将会可能有特别的惊喜......
以材料来判断时代，石器时代、青铜时代、铁器时代，现在呢，就是以硅为基础的信息时代，那么下一步呢？会不会是碳时代？