石墨烯是一层石墨。值得一提的是，它的晶体结构是二维的。换句话说，石墨烯中的原子是平的，就像桌子上的台球。就像石墨一样，每一层石墨烯都是由碳的六边形“环”构成的(像许多苯环连在一起，只有更多的碳原子取代了边缘的氢原子)，形成了蜂窝状的外观。因为这些层本身只有一个原子高，所以你需要一堆大约300万个这样的层来制作石墨烯1mm厚!。
石墨烯是一种令人惊奇的纯物质，这主要归功于它简单有序的结构，它的结构是紧密的，有规律的，原子结合的，碳是非金属的，所以你可能希望石墨烯也是一种。事实上，它更像一种金属(尽管它导电的方式非常不同)，这使得一些科学家将其描述为半金属或半导体(导体与绝缘体之间的一种材料，如硅和锗)。即便如此，也要记住石墨烯是非常特殊的，而且很可能是独一无二的。
“石墨烯”一词有时与“碳纳米管”或“碳纳米管”互换使用。碳纳米管就是它们听起来的样子:石墨烯薄片被卷成纳米管。管的壁是一个单一的原子厚度，但是管整体比普通的线性石墨烯更稳定，对其他物质的反应更少。许多研究人员已经发现使用CNT技术取得了更大的成功，但由于碳纳米管是由石墨烯制成的，许多最有前途的应用仍然被制造中基本的低效率所阻碍。
这是一个已知的结论，石墨烯将改变世界——唯一的问题是它是否会直接或间接地改变世界。实际上，以石墨烯技术来影响世界的市场，肯定会出现在卡片上。但也很容易想象，针对每个特定的石墨烯类应用程序量身定制的各种特定的石墨烯类材料，平均可以打败石墨烯本身。尽管如此，即使所有的材料都能激发新一代的二维材料科学，在塑造现代科技的面貌方面，它也将是极其重要的。
如果你曾经用软铅笔(类似于4B)乱画过，你就会知道石墨是非常柔软的。这是因为碳棒内部的碳层很容易被刮掉。但是这些层中的原子紧密相连，就像碳纳米管(和石墨不一样)，石墨烯超级强——甚至比钻石还强!石墨烯被认为是迄今为止发现的最强的材料，比钢强200倍。引人注目的是，它既硬又有弹性(像橡胶一样)，所以你可以用惊人的数量(它的原始长度的20-25%)来拉伸它，而不破坏它。这是因为石墨烯中碳原子的平面可以相对容易地弯曲，而不需要原子的分裂。
没有人知道该如何处理石墨烯的超强性能，但一种可能的可能性是将其与其他材料(如塑料)混合，使复合材料变得更结实、更结实，而且比我们现在所拥有的任何材料都更薄更轻。
透明，导电，超薄石墨烯薄膜，作为无所不在的金属氧化物玻璃电极用于固态染料敏化太阳能电池的替代品。这些石墨烯薄膜是由脱落的石墨氧化物制成，其次是热还原。所获得的薄膜具有550 S/cm的高电导率和超过70%以上的透明度，超过10003000 nm。此外，它们还显示出高的化学和热稳定性，以及具有可调润湿性的超声表面。想象一辆有超强、超薄、超轻塑料车身的汽车，用石墨烯加固;这就是我们所设想的，在未来被这种神奇的材料所颠覆的东西
科学认识石墨烯的应用价值及未来前景