鉛筆中的石墨筆芯可以導電，那麼能用鉛筆芯畫出能導電的電路嗎？

鉛筆芯中的筆芯材料是石墨，石墨的主要成分是碳，碳單質根據內部碳原子結構的不同又分為很多種，比如有金剛石（也就是鑽石）、C60、石墨等物質。

不同的物質，因為結構的不同，表現出來的性質也不一樣，比如鑽石是自然界中存在的硬度最大的物質，鑽石中內部的碳原子以四面體的形式形成緻密的網路狀結構，化學鍵穩定，因此強度非常大。

而石墨是由很多一層一層的網狀碳原子層組成，層與層之間依靠範德華力作用結合，這個作用力非常小，因此層與層之間容易滑動，從而剝離開來。所以石墨還可以用來作為潤滑劑，並且我們平常使用的鉛筆之所以能夠寫出字，也是因為石墨層的脫落形成了一條條書寫的痕跡。

鉛筆芯為什麼能夠導電

我們知道，物質具有什麼樣的性質是由物質的結構決定的，鑽石是不會導電的，那麼石墨又是如何導電呢？這就要談到石墨的結構，之前講過，石墨是由一層一層的碳原子層構成的，而這個單層的碳原子層實際上就是我們經常聽說的“石墨烯”。

石墨烯中的碳原子具有一個很特殊的結構，碳的最外層電子有4個，那麼它的穩定結構應該是形成四個共價鍵，但我們看到的碳原子層結構中碳原子似乎只有三個鍵，其實這種碳原子層中還包含一種鍵，就是π鍵。

碳原子以六元環的形式排列在同一平面內。同一個平面中相鄰的碳原子之間以 δ 鍵的形式互連，每個碳原子都會形成三個 δ 鍵，從而使石墨烯能夠擁有良好的機械效能。碳原子周圍剩餘的價電子會形成與碳平面垂直的共軛大 π 鍵，大 π 鍵中的電子可以看成是一個整體，電子能夠在整個π鍵中自由自動，於是電子可在整個石墨烯平面中自由移動，這保證了石墨烯具有優良的導電效能，而導電性與導熱性又是具有關聯的，因此石墨的導電性與導熱性都非常好，正因為石墨烯具有這些如此優異性質，現在有無數的科學家正在對石墨烯進行研究，想利用石墨烯製作超導材料。

相鄰碳原子之間π鍵的形成

石墨烯中的能帶結構

既然石墨是由一層一層的這種石墨烯組成的，那麼石墨自然也會具有導電性，但是石墨的導電性並不是特別好，剛剛我們說過，石墨烯導電依靠的是碳原子層之間的大π鍵，電子可以在單層的碳原子層中自由穿梭，但碳原子層與層之間電子的移動是存在阻礙的。石墨中的碳原子層並不是一個大的整體，而是由無數微小零碎的的碳原子層組成，因此，在電子流動過程中需要不斷越過不同的碳原子層，於是表現出一定的電阻。

石墨是可以導電的，因此直接用鉛筆芯作為導體是完全沒問題的，但如果再畫出一條線能導電嗎？理論上也可以，但這根線需要畫得很粗，並且電阻還不小，效率不高。

鉛筆在書寫過程中，由於筆芯與紙之間存在摩擦力會將微小的碳原子層一層一層剝離開來，但這些原子層在紙上的堆積量非常小，導致不同碳原子層之間的接觸程度小，很有可能在某個地方就發生了斷路，因此，想要讓它導電，需要刻畫出一條很粗的筆跡，才有可能讓電子順利透過，同時電阻大小與導體的長度也有關係，鉛筆繪製的線路不能太長，否則也有可能因為電阻太大無法導電。

在利用鉛筆繪製的電路導電時，可以使用功LED燈等對電流要求很小的用電器，因為這類用電器即使在較小的電流下也可以工作。

所以，用鉛筆芯在紙上是可以畫出能夠導電的電路的，不過需要多次用力刻畫，讓石墨層之間緊密接觸，減小電阻（但電阻還是會很大，這是不可避免的），所以透過鉛筆繪製能導電的電路是沒有問題的。