碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图。

石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO₃共熔后产生CO₂ ， 才确定了它是含碳的物质。

碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型、应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图。

科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO₂的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO₂吸附的选择性值，实验结果如图。图中选择性值越高表明碳气凝胶对CO₂的选择性吸附性能越好。

随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。

依据文章内容回答下列问题。

自从人类在地球上出现以后，就和碳有了接触，由于闪电使木材燃烧后残留下来木炭，动物被烧死以后，便会剩下骨碳，人类在学会了怎样引火以后，碳就成为人类永久的“伙伴”了，所以碳在古代就已经是被人知道的元素。石墨在超高压和高温的条件下，某些碳原子受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列形式，就得到全刚石。

1985年，英国化学家克罗托发现C₆₀ ， 由于C₆₀分子的形状和结构酷似英国式足球，所以又被形象地称为“足球烯”。C₆₀在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽。

1991年，日本科学家发现了碳纳米管，它是碳原子以正六边形排列而成的管状结构，可制作金属催化剂载体，作为贮氢材料制作燃料电池等，碳纳米管还可用于纳米机器人、计算机芯片等前沿领域。

2004年，英国科学家成功制得石墨烯。石墨烯具有很多优异性能：表面积大、透光率高、导电性强、机械性能优异等，使石墨烯在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕、电脑触摸屏等方面有着良好的应用前景。

石墨、石墨烯、碳纳米管都是碳单质。1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯。石墨烯具有非同寻常的导电性，强度能超出钢铁数十倍，有极好的透光性。石墨烯将成为硅的替代品，用来生产超级计算机和新能源电池。