石墨烯是一種由單層碳原子SP²雜化堆積成的具有二維蜂窩狀晶體(ti) 結構的碳質材料。理想的石墨烯結構是平麵六邊形點陣，每個(ge) 碳原子都與(yu) ３個(ge) 相鄰的碳原子之間形成３個(ge) 連接十分牢固的σ鍵，剩餘(yu) 的一個(ge) Ｐ電子在垂直石墨烯平麵的方向上，與(yu) 周圍原子形成貫穿全層的大π鍵，此電子可以自由移動，賦予石墨烯良好的導電性。石墨烯因其獨特的二維晶體(ti) 結構，具有很多優(you) 異的性能。

 1、石墨烯製備方法：這幾年石墨烯的製備方法不斷被改進，以便能製備出層數可控、大麵積、高質量、低成本的石墨烯。目前主要使用的方法有剝離法、化學氣相沉積法、還原氧化石墨法、外延生長法、溶液合成法、刨開納米管法等，其各有優(you) 缺點。

 1.1剝離法：從(cong) 堆積的石墨中剝離獲得石墨烯，工藝簡單、製作成本低，是最經濟的方式。主要的剝離法有機械剝離、電化學剝離、熱膨脹剝離和溶劑剝離法等。其中機械剝離法最為(wei) 常用，通過外力的作用，從(cong) 石墨晶體(ti) 表麵剝離出石墨烯層，轉移到載體(ti) 表麵獲得石墨烯。

 1.2還原氧化石墨法：石墨與(yu) 強氧化劑反應後，會(hui) 在其邊緣接上一些官能團，或者層間插入一些物質，能更容易地剝離出氧化石墨烯然後還原得到石墨烯，反應中所使用的還原劑決(jue) 定產(chan) 物的質量。還原氧化石墨法以成本低、產(chan) 率高、利於(yu) 工業(ye) 化生產(chan) 等優(you) 點成為(wei) 熱門的方法。

 1.3化學氣相沉積法：一種通過化學反應高溫分解含碳的化合物在基片上生長石墨烯的技術，以其產(chan) 物麵積大、導電率高成為(wei) 製備石墨烯的一種主要方法，尤其是以SiO₂為(wei) 基體(ti) 所製備的石墨烯是重要的電設備材料，但所需的反應溫度較高。

 1.4外延生長法：在單晶表麵外延生長石墨烯，再通過化學刻蝕將其從(cong) 基片上轉移下來。主要是加熱SiC單晶表麵，脫附Si原子來製備石墨烯，也有用到NiC的。但是SiC單晶表麵結構複雜，很難得到大麵積、厚度均一的石墨烯。

 2、石墨烯的應用

 基於(yu) 石墨烯所具有的優(you) 良性能以及其製備方法的日漸成熟，石墨烯成為(wei) 高速晶體(ti) 管、高靈敏度傳(chuan) 感器、超級電容器、複合材料、H2儲(chu) 存以及高效太陽能電池等器件的核心材料。

 2.1晶體(ti) 管

 石墨烯遠比矽高的載流子遷移率，零禁帶特性、僅(jin) 0.34nm的極薄的厚度，尤其是特有的超大比表麵積使其對於(yu) 製備大規模集成設備很有優(you) 勢。

 2.2超級電容器

 石墨烯具有良好的導電性和超大的比表麵積，同時其片之間形成的微孔結構利於(yu) 電解液滲透和電子傳(chuan) 輸，是超級電容器的理想電極材料。

 2.3傳(chuan) 感器

 石墨烯因其獨特的二維結構在傳(chuan) 感器中有廣泛應用，具有體(ti) 積小、表麵積大、靈敏度高、響應時間快、電子傳(chuan) 遞快、易於(yu) 固定蛋白質並保持其活性等特點，能提升傳(chuan) 感器發各項性能。

 2.4太陽能電池

 由於(yu) 石墨烯在寬的波長範圍內(nei) 具有很高的透過率和載流子遷移率，結合優(you) 異的力學性能和穩定性，因而是有望替代有毒、價(jia) 格昂貴、對酸性和中性環境敏感、熱穩定性較差、吸收光譜範圍較小的氧化銦錫，是理想的透明電極材料。

 2.5生物醫學

 石墨烯及其衍生物在納米藥物運輸係統、生物檢測、生物成像、腫瘤治療方麵的應用廣闊。以石墨烯為(wei) 基層的生物裝置或生物傳(chuan) 感器可以用於(yu) 細菌分析、DNA和蛋白質檢測。