長期以來，石墨烯一直被認為是一種假設(shè)性的結(jié)構(gòu)，無法單獨存在。2004年，英國物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，通過特殊方法從石墨中剝離石墨片，成功制備出僅由一層碳原子構(gòu)成的石墨烯片，從此世界上誕生了一種擁有“無數(shù)世界之最”的神奇材料。這一突破性成果，不僅證實了石墨烯可以單獨存在，而且破除了其無法制造的“定論”。

石墨烯如同是一個“多面嬌娃”，具有一般材料所不具備的眾多優(yōu)異性能，它占據(jù)著太多的世界“之最”。它的理論厚度0.34納米，僅為頭發(fā)絲的20萬分之一，是目前世界上最薄的材料，1毫米的石墨薄片，居然能剝離出多達150萬片石墨烯；它又是目前世界上最輕便的材料，1克石墨烯可以覆蓋一個足球場；它的強度為鋼的200倍、鉆石的數(shù)倍，如果把一片像食品保鮮膜一樣厚度的石墨烯覆蓋在一只杯子上，想用一支鉛筆戳穿它，需要一頭大象的重量壓在鉛筆上。

在石墨烯內(nèi)，碳原子就像細鐵絲網(wǎng)圍欄一樣排列，這種結(jié)構(gòu)也使得它十分柔韌，即便大角度彎曲也不會斷裂，因此它是最柔韌的材料。石墨烯是目前世界上已知的強度最高的材料，可用于超輕質(zhì)飛機、紅外導引頭、激光武器、光電探測裝備、超輕便防彈衣等研發(fā)應(yīng)用，在特種航天、特種能源、特種發(fā)動機、海水淡化、裝甲防護、極高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

石墨烯誕生于石墨，儲量豐富、價格低廉，它獨特的二維晶體結(jié)構(gòu)和諸多物理、化學、生物學等特性，使它呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

科研人員運用石墨烯的超大比表面積和優(yōu)越導電特性，研制出多種基于石墨烯的儲能設(shè)備，突破了現(xiàn)有電池容量小、充電時間長的瓶頸。2011年11月，美國西北大學的研究團隊研發(fā)出一種采用石墨烯和硅材質(zhì)的電動汽車電池，充電量比以前增加了10倍，充電15分鐘可以實現(xiàn)約一周的續(xù)航能力。伴隨石墨烯衍生技術(shù)的迅猛發(fā)展，由其制造出的超高頻率晶體管以及柔性觸摸屏等產(chǎn)品廣受歡迎，前者可用于支撐起更加安全隱蔽的極高頻特種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，后者則能夠像衣服一樣柔軟地穿戴在身上。

石墨烯問世以來，其理論研究與應(yīng)用開發(fā)不斷取得進展，下游應(yīng)用領(lǐng)域巨大的行業(yè)需求更為整個石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈提供了充足的發(fā)展空間。

然而，石墨烯與其它新生事物一樣，其技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化也不可能一帆風順。受限于制備技術(shù)與工藝，那些依賴于高純度石墨烯的產(chǎn)品，可能需要幾年甚至數(shù)十年才能開發(fā)出來。因為，這一“神奇”材料仍有許多未能克服的技術(shù)困難，比如石墨烯的規(guī)模化制備、大尺寸石墨烯的工藝創(chuàng)新、石墨烯復合材料的加工等等。只有真正攻克這些技術(shù)難關(guān)，才能發(fā)揮出石墨烯材料的更大潛能，為世界帶來更多驚奇。