1樓：於三項
石墨烯（Graphene）是目前世界上發展的最薄、硬度最大、導電導熱性能最好的一種新型奈米材料，被稱為「黑金」、「新材料之王」。科學家語言石墨烯將「徹底改變21世紀」，掀起一場席捲全球的顛覆性新技術、新產業革命。
2023年，英國曼徹斯特大學的物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功從石墨中分離出石墨烯，證實了它可以單獨存在，兩人也因此獲得了2023年諾貝爾物理學獎。
山東濟南的聖泉集團。和國內知名院校合作，歷時7年時間，首創從玉公尺芯纖維素製備出生物質石墨烯，並且建成投產全球首家生物質石墨烯工業化生產線。已經取得國家專利，並且在國際居先進水平，屬國際首創。
生物質石墨烯是以天然綠色植物秸稈為原料，採用自主專利技術—基於基團配位析碳原理的熱裂解法（國家發明專利號：ZL 2015 1 0819312.X）製備而成，具有明顯的遠紅外、抗菌抑菌等特性。
此方法已被中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟發布的石墨烯聯盟標準「石墨烯材料的術語、定義及代號」中國石墨烯常見製備方法4.4中收錄。
2樓：
石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳奈米材料。
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，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1.42nm，鍵與鍵之間的夾角為120°。
除了σ鍵與其他碳原子鏈結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效能。
石墨烯是已知強度最高的材料之一，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。
石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/（V·s），這一數值超過矽材料的10倍，是已知載流子遷移率最高的物質銻化銦（InSb）的兩倍以上。
石墨烯具有非常好的熱傳導效能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱係數高達5300W/mK，是為止導熱係數最高的碳材料，高於單壁碳奈米管（3500W/mK）和多壁碳奈米管（3000W/mK）。
石墨烯具有非常良好的光學特性，在較寬波長範圍內吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度範圍內，厚度每增加一層，吸收率增加2.
3%。大面積的石墨烯薄膜同樣具有優異的光學特性，且其光學特性隨石墨烯厚度的改變而發生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結構。
石墨烯的化學性質與石墨類似，石墨烯可以吸附並脫附各種原子和分子。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。
製備方法主要包括機械剝離法、氧化還原法和化學氣相沉積法。
機械剝離法是利用物體與石墨烯之間的摩擦和相對運動，得到石墨烯薄層材料的方法。這種方法操作簡單，得到的石墨烯通常保持著完整的晶體結構。2023年，英國兩位科學使用透明膠帶對天然石墨進行層層剝離取得石墨烯的方法，也歸為機械剝離法，這種方法一度被認為生產效率低，無法工業化量產。
氧化還原法是通過使用硫酸、硝酸等化學試劑及高錳酸鉀、雙氧水等氧化劑將天然石墨氧化，增大石墨層之間的間距，在石墨層與層之間插入氧化物，制得氧化石墨（Graphite Oxide）。然後將反應物進行水洗，並對洗淨後的固體進行低溫乾燥，制得氧化石墨粉體。通過物理剝離、高溫膨脹等方法對氧化石墨粉體進行剝離，制得氧化石墨烯。
最後通過化學法將氧化石墨烯還原，得到石墨烯（RGO）。
這種方法操作簡單，產量高，但是產品質量較低。氧化還原法使用硫酸、硝酸等強酸，存在較大的危險性，又須使用大量的水進行清洗，帶大較大的環境汙染。
化學氣相沉積法（CVD）是使用含碳有機氣體為原料進行氣相沉積制得石墨烯薄膜的方法。這是生產石墨烯薄膜最有效的方法。這種方法製備的石墨烯具有面積大和質量高的特點，但現階段成本較高，工藝條件還需進一步完善。
由於石墨烯薄膜的厚度很薄，因此大面積的石墨烯薄膜無法單獨使用，必須附著在巨集觀器件中才有使用價值，例如觸控螢幕、加熱器件等。
石墨烯的研究與應用開發持續公升溫，石墨烯有關的材料廣泛應用在電池電極材料、半導體器件、透明顯示屏、感測器、電容器、電晶體等方面。鑑於石墨烯材料優異的效能及其潛在的應用價值，在化學、材料、物理、生物、環境、能源等眾多學科領域已取得了一系列重要進展。
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