石墨烯（Graphene）是一種以sp2雜化連接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，石墨烯可以吸附並脱附各種原子和分子。
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鍵與其他碳原子鏈接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性能。
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接非常柔韌，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，在常温下，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.
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納米材料。 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
品位站
