石墨烯是由碳元素組成的、效能非常優良的奈米材料，具有超強導電、導熱的效能，石墨烯是人類已知強度最高的物質，比鑽石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還有高上100倍

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳奈米材料。 它具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，因從石墨中分離出石墨烯，獲得2010年諾貝爾物理學獎。

中文名

石墨烯

外文名

graphene

發現人

Geim、 Novoselov

導熱係數

5000W/(m K)

理論比表面積

2630m2/g

楊氏模量

1100GPa

斷裂強度

130GPa

電子遷移率

15000cm2/(v s)

發現時間

2004年

可見光透過率

>97%

應用領域

能源、材料、電子、生物醫藥

結構

六角型蜂巢晶格

石墨烯（Graphene）是一種以sp2雜化連線的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。

石墨烯的化學性質與石墨類似，石墨烯可以吸附並脫附各種原子和分子。

當這些原子或分子作為給體或受體時可以改變石墨烯載流子的濃度，而石墨烯本身卻可以保持很好的導電性。

石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。

石墨烯有如下的特點：

碳原子有4個價電子，其中3個電子生成sp2鍵，即每個碳原子都貢獻一個位於pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態。

研究證實，石墨烯中碳原子的配位數為3，每兩個相鄰碳原子間的鍵長為1.42×10-10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。

除了σ鍵與其他碳原子連結成六角環的蜂窩式層狀結構外，每個碳原子的垂直於層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵（與苯環類似），因而具有優良的導電和光學效能。

石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質,結構非常穩定.其完美的晶格結構,常被誤認為很僵硬,但事實並非如此.石墨烯各個碳原子間的連線非常柔韌,當施加外部機械力時,碳原子面就彎曲變形.這樣,碳原子就不需要重新排列來適應外力,這也就保證了石墨烯結構的穩定,使得石墨烯比金剛石還堅硬,同時可以像拉橡膠一樣進行拉伸.這種穩定的晶格結構還使石墨烯具有優秀的導電性.石墨烯中的電子在軌道中移動時,不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射.由於其原子間作用力非常強,在常溫下,即使周圍碳原子發生擠撞,石墨烯中的電子受到的干擾也非常小.