石墨烯（Graphene）的命名來自英文的graphite(石墨)+-ene(烯類結(jié)尾)。它一直被認(rèn)為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu)，無法單獨(dú)穩(wěn)定存在。
2004年，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實(shí)驗(yàn)中從石墨中分離出石墨烯，而證實(shí)它可以單獨(dú)存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
石墨烯是世界上*薄的也是*堅(jiān)硬的納米材料,它幾乎是完全透明的,只有2.3%光吸收;導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300 W /(m K),高于碳納米管和鉆石,室溫下的電子遷移率超過15 000 cm2 / s。(V),和更高的比碳納米管和硅晶體,和電阻率僅為10 - 6Ω·厘米,低于銅或銀,世界上*小的電阻率材料。
由于其低電阻率,電子可以運(yùn)行非常快,所以要將被用于開發(fā)更薄、導(dǎo)電速度的新一代電子元件或晶體管。
由于石墨烯實(shí)質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板，甚至是太陽能電池。
石墨烯是由碳六元環(huán)的循環(huán)二維(2 d)蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu),它可以變形為(0 d)零維富勒烯(富勒烯),卷成一維(1 d)碳納米管(CNT carbonnano——管)或三維(3 d)涌入石墨(石墨),因此石墨烯是構(gòu)成其他石墨材料的基本單元。
石墨烯的基本結(jié)構(gòu)單元六元有機(jī)材料的*穩(wěn)定的苯環(huán),是目前*理想的二維納米材料. .
理想的石墨烯是一種平面六角晶格結(jié)構(gòu),可以被視為一個(gè)層,剝奪了石墨,每個(gè)碳原子sp2雜化,和剩余的p軌道電子的貢獻(xiàn)形成大ππ電子可以自由移動(dòng),使石墨烯良好的導(dǎo)電性。
可以看到所有sp2雜化組件形成二維石墨烯結(jié)構(gòu)單元的碳質(zhì)材料。