什么是石墨烯 ？
石墨烯不是一种天然存在的材料，由石墨中剥离出来。当石墨被剥离至单层，仅有一个碳原子的厚度时，这层石墨片就是石墨烯。随着研究的深入，人们越来越体会到它所谓的“神奇”。这是目前世上已知的最薄却最坚硬的纳米材料，具备极好的透光性、导电性、导热性和超大比表面积，在电子、航天、军工、生物、新能源、半导体等领域有广泛的应用潜力，被称作“后硅时代”可能改变世界的“神奇材料”。如果举个通俗易懂的例子，未来石墨烯在生活中的一个应用，当电池容量增加60%-70%，体积缩小三分之二，这意味着手机更薄、待机时间成倍增加，电动车续航能力超过300公里，电动汽车的全面普及或将实现。
石墨烯（Graphene）是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料 [1] 。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。 [2] 英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。 [3]
实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃消洛夫（Konstantin Novoselov）发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。他们共同获得2010年诺贝尔物理学奖，石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。 [3]
这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷。2009年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。 [5]
2018年3月31日，中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动，该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池（下称石墨烯OPV），破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。 [4]
2023年4月，英国曼彻斯特大学研究人员报告了在环境条件下石墨烯中出现的创纪录的高磁阻：其在标准永磁体（约1000高斯，或1特斯拉）的磁场中磁阻率达到了100%以上。在磁场下能强烈改变电阻率的材料会被广泛应用，例如每辆汽车和每台计算机都包含的微型磁传感器。 [55]