在日常生活中，我們與「碳」無處不在地相遇。從鉛筆筆芯的石墨，到手機螢幕導電層中的石墨烯，再到鑽石的璀璨光芒——這些看似完全不同的物質，其實都源自同一種元素：碳。碳的多樣結構，也就是所謂的「同素異形體」（allotropes），包含石墨、石墨烯、鑽石、富勒烯與碳奈米管等，構成了現代材料科學的核心。然而，如何讓學生在教室中直觀地理解這些抽象概念，始終是化學教育的一大挑戰。

數千年來，墨（固體墨塊）一直是東方文化中，書寫書法和繪製山水畫的靈魂。這塊看似樸實無華的固體，其實是化學和材料科學的完美傑作 。在現代科學眼中，墨塊的製備是一個將富含水分的水凝膠 (Hydrogel) 轉化為乾凝膠 (Xerogel) 的過程。

科學家們受此啟發，利用相同的原理，將各式各樣的碳同素異形體與動物膠結合，製成具備特殊性質的碳基乾凝膠(墨塊) ，其設計實驗步驟如下(以石墨為例)，其中動物膠是親水性蛋白質，在脫水後形成一個穩定的固體骨架，維持乾凝膠的形狀，製作出的乾凝膠也就是”墨塊”是一種非定形固體。

步驟1：將500.0 mg石墨粉末倒入研缽中研磨約5分鐘，確保石墨粉末均勻分散。

步驟2：將動物膠液加入研缽中的石墨粉末，徹底攪拌揉合10分鐘，形成水凝膠糊狀物。※動物膠液製備：將動物膠溶解於熱水中製成1.0 mL膠液。

步驟3：利用木槌對糊狀物施力敲擊，且將成型材料在室溫下風乾24小時。

在實驗中，學生先將碳粉末研磨，再與熱水溶解的動物膠混合，經敲擊與晾乾後形成固態乾凝膠。接著，他們利用掃描式電子顯微鏡（SEM）觀察表面結構，並測量導電性與硬度。

結果令人驚豔：石墨與石墨烯乾凝膠表面閃現金屬般光澤，而富勒烯與奈米鑽石則呈現霧面質感。更重要的是，不同碳源的導電性差異達到數十億倍——石墨烯與多層碳奈米管的乾凝膠導電性極佳，而富勒烯與鑽石幾乎為絕緣體。

然而，這項研究並不僅止於化學實驗。這些乾凝膠可重新分散於水中，成為可書寫的墨液。學生們用這些「碳墨」書寫書法、創作水墨畫（Suiboku-ga），從科學走入藝術。不同碳材料帶來微妙的色差：富勒烯墨呈棕色調，石墨烯墨略帶藍光，為傳統水墨畫注入新層次的表現力。