石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料，被认为是平面多环芳香烃原子晶体。石墨烯的问世引起了*的研究热潮，它是已知材料中(分隔)薄的一种，几乎是*透明的，只吸收2.3%的光，质料非常牢固坚硬，导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000 cm²/V·s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6 Ω?cm，比铜或银更低，传递电子的速度比已知导体都快，是目前世上电阻率小的材料，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。

石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元：石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯。石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管；另外石墨烯还被做成弹道晶体管（ballistic transistor）并且吸引了大批科学家的兴趣 。

石墨烯*的二维结构使它应用范围广阔。根据石墨烯超薄，强度超大的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超轻防弹衣，超薄超轻型飞机材料等。根据其优异的导电性，使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。另外石墨烯材料还是一种优良的改性剂，在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面，由于其高传导性、高比表面积，可适用于作为电极材料助剂。除此之外石墨烯还可以应用于导热材料、减少噪声、石墨烯生物器件、抗菌物质和基因测序等领域，同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破。