自2004年安德烈海姆教授和科斯佳諾沃謝洛夫研究員首次制備石墨烯以來，石墨烯材料一直受到全世界科學(xué)家的廣泛關(guān)注。石墨烯的結(jié)構(gòu)和特征已成為研究的焦點(diǎn)，并受到人們的廣泛關(guān)注。石墨烯的結(jié)構(gòu)毫無疑問，石墨烯是繼納米碳管和富勒烯鮑爾之后的又一偉大發(fā)現(xiàn)。在股市中還有石墨烯概念股。

　　石墨是三維（或三維）層狀結(jié)構(gòu)。石墨晶體中間層之間的距離為340pm，由范德華力組合而成，即各層屬于分子晶體。但是由于同一個(gè)平面層上的碳原子之間的鍵很強(qiáng)，極難破壞，所以石墨的熔點(diǎn)也很高，化學(xué)性質(zhì)也很穩(wěn)定。其中層是石墨烯石墨烯，是由單層碳原子組成的六角形蜂窩狀二維結(jié)構(gòu)，可以包裹形成零維的富勒烯，也稱為巴基球或巴基球，這是1985年發(fā)現(xiàn)的繼金剛石和石墨之后的第三種碳晶體形式。

　　卷起形成一維納米碳管（碳納米管是石墨結(jié)構(gòu)的孔隙材料，按照一定規(guī)則卷曲形成納米級管狀結(jié)構(gòu)），層層堆疊形成三維石墨。石墨烯的結(jié)構(gòu)和特性石墨烯純石墨烯的特性是一種只有一個(gè)原子厚度的晶體，超薄、超強(qiáng)、超級導(dǎo)電。石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能，這有助于石墨烯在高性能納米電子器件、復(fù)合材料、場發(fā)射材料、氣體傳感器和儲能等方面得到廣泛應(yīng)用?？茖W(xué)界認(rèn)為，石墨烯以其無與倫比的特點(diǎn)和優(yōu)勢，很有可能在未來取代硅作為半導(dǎo)體材料，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

　　石墨烯的幾個(gè)顯著優(yōu)勢如下：

　　1.當(dāng)應(yīng)用于非碳材料時(shí)，石墨烯是有利的碳基底。使用方便，比表面積大，更容易實(shí)現(xiàn)其他活性成分在其表面的雜化和均勻分布，大大提高了這些成分的利用率。此外，利用石墨烯可以很容易地在兩個(gè)活性粒子甚至整個(gè)電極之間建立起一個(gè)互連的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)有助于提高電極的循環(huán)穩(wěn)定性。

　　2.通過在裝置中使用石墨烯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的碳材料，可以實(shí)現(xiàn)高體積能量密度。石墨烯為高體積能量密度器件的組裝提供了潛在的解決方案。

　　3.柔性石墨烯有望制造柔性儲能裝置。利用石墨烯及其元件可以制備出高柔性的集流體，為我們提供了一種替代脆性金屬集流體的方法。此外，利用石墨烯，可以制備集成柔性電極，這有助于解決集流體活性材料在反復(fù)彎曲過程中的分離問題。

　　盡管石墨烯材料在電化學(xué)儲能器件的應(yīng)用中具有諸多優(yōu)勢，但其實(shí)際應(yīng)用尚未完全實(shí)現(xiàn)，仍然存在一些嚴(yán)重的問題。正是這些亟待解決的問題，導(dǎo)致目前石墨烯材料在許多實(shí)際應(yīng)用中受到阻礙。為了解決現(xiàn)有的挑戰(zhàn)，需要通過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究做出更多的努力。相信在未來幾年內(nèi)，石墨烯材料的實(shí)際應(yīng)用會有進(jìn)一步的突破，這將推動儲能器件的革命性進(jìn)步。

　　1.制造下一代超級計(jì)算機(jī)。石墨烯是目前已知的最好的導(dǎo)電材料，特別適用于高頻電路。石墨烯將成為硅的替代品，硅可用于生產(chǎn)未來的超級計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)運(yùn)行更快，降低能耗。

　　2.纜線制造“太空電梯”?？茖W(xué)家們幻想未來太空衛(wèi)星將由纜線與地面相連。到那時(shí)，衛(wèi)星將成為有線風(fēng)箏?，F(xiàn)在科學(xué)家們終于找到了一種特殊的材料，可以制造這種太空纜線，也就是石墨烯。

　　3.它可以用作液晶顯示材料。

　　4.制造新一代太陽能電池。

　　5.制造光子傳感器。

　　6.制造醫(yī)療消毒產(chǎn)品和食品包裝。中國的研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌細(xì)胞不能在石墨烯，生長，而人類細(xì)胞卻沒有受到損害。石墨烯的這一特性可以用來制作繃帶、食品包裝、抗菌服裝、床上用品等。

　　7.創(chuàng)造“新超級材料”。石墨烯，與塑料復(fù)合，因其韌性、超薄、超軟和超輕而成為下一代新型塑料。

　　8.石墨烯適合制作透明觸摸屏和透明板。

　　9.制造這種晶體管的集成電路石墨烯可以替代硅作為下一代超高頻晶體管的基本材料，并且它被廣泛應(yīng)用于高性能的集成電路和新型納米電子器件中。

　　10.制造薄如紙片的超輕飛機(jī)材料和超韌防彈衣，有軍事用途。