石墨烯，是一種以sp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。

石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產方法為化學氣相沉積法（CVD）。石墨烯層數越少，性能越獨特，相應的制備難度越大，成本越高。

石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵，并有如下的特點：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于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°。雞西石墨廠家提示您除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環的蜂窩式層狀結構外，每個碳原子的垂直于層平面的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。

黑龍江石墨烯是已知強度Z高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可達0.25TPa。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

石墨烯應用主要體現在以下方向：

1、石墨烯芯片

石墨烯芯片被認為是中國彎道超車的希望。國產8英寸石墨烯晶圓已實現小批量生產。

2、石墨烯鋰離子電池

鋰離子電池是目前消費電子領域應用Z廣泛的電池，它的能量密度大，循環壽命長，但缺點是功率密度還不夠大，電池滿充時間需要幾個小時，充電難題難以突破。超級電容器功率密度高而能量密度低，無法滿足續航要求，不能單獨用于電動車或其他儲能設備。

3、石墨烯儲氫

氧化石墨烯是一種很有潛力的儲氫襯底材料。悉尼科技大學研究團隊研究發現摻雜鋁的多孔石墨烯的儲氫能力更強，可以實現氫氣的高效儲存和快速釋放。

4、石墨烯抗菌功效

在醫學領域，石墨烯的衍生物氧化石墨烯正在發揮其抗菌功效。比如，新加坡南洋理工大學研究人員用原子力顯微鏡發現了氧化石墨烯對大腸埃希菌的破壞作用。

5、石墨烯作為基因載體

石墨烯及其衍生物具有易于化學修飾、可結合核苷酸、容易被細胞攝取、低毒性等性能，使其成為基因載體的優秀候選材料。

6、石墨烯助力可穿戴設備

目前可穿戴技術Z大的難題是：如何在不配備眾多電池組的情況下給設備供電？一個解決辦法是用超級電容器代替電池組。

7、石墨烯觸摸屏

石墨烯在柔性顯示領域的應用被視為產業化臨近爆發階段。但受技術限制，對于非單晶、大面積、無缺陷的石墨烯薄膜材料難以進行成本控制。