石墨烯是一種由單層碳原子以 sp2雜化軌道組成的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新型納米材料，被譽為“21 世紀的材料之王”。結(jié)構(gòu)與組成原子排列：每個碳原子通過共價鍵與周圍三個碳原子相連，形成六邊形蜂窩狀結(jié)構(gòu)，厚度僅為 0.335 納米（約頭發(fā)絲直徑的二十萬分之一）?；瘜W(xué)鍵：碳原子間形成σ鍵（提供結(jié)構(gòu)強度）和離域π鍵（賦予導(dǎo)電性），形成獨特的電子結(jié)構(gòu)。

核心特性機械性能：強度是鋼的 200 倍，同時具有極好的柔韌性（可彎曲至 180 度）。電學(xué)性能：電子遷移率極高（可達 200,000 cm2/(V·s)），是硅的 100 倍以上。零帶隙結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電性極強（常溫下電導(dǎo)率可達 10? S/m）。熱學(xué)性能：熱導(dǎo)率高達 5000 W/(m·K)，是銅的 10 倍以上。光學(xué)性能：透光率達 97.7%，幾乎透明，同時能高效吸收光子?；瘜W(xué)穩(wěn)定性：耐腐蝕、抗氧化，可在多種環(huán)境中穩(wěn)定存在。

制備方法機械剝離法：用膠帶反復(fù)剝離石墨，獲得單層石墨烯（簡單但效率低）?；瘜W(xué)氣相沉積（CVD）：在金屬基底上生長大面積石墨烯（適用于工業(yè)生產(chǎn)）。氧化還原法：將石墨氧化為氧化石墨烯，再還原為石墨烯（成本低但缺陷較多）。液相剝離法：通過超聲波將石墨分散在溶劑中，剝離出石墨烯（適合大規(guī)模制備）。