石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构新材料，由石墨制备而成。人们常见的石墨，是由一层层以蜂窝状有序排列的碳原子堆叠而成，层与层之间作用力较弱，可以相互剥离形成薄薄的石墨片。当石墨被剥离到单层、只有一个碳原子厚度时，所得到的石墨片就是石墨烯，它的厚度只有0.334纳米，20万片加在一起，才相当于一根头发丝的厚度。

很长时间里，石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地在实验中将石墨烯从石墨中分离，才证实了石墨烯可以单独存在。6年后，海姆和诺沃肖洛夫因此获得了诺贝尔物理学奖。当时，诺贝尔奖委员会发言人激动地说，通常诺奖只奖励那些已经得到广泛实际应用的研究成果，但这一次，委员会强烈认为应当明确认可石墨烯这种有巨大潜能的新型材料。从此，世界上最薄、最硬的材料——石墨烯逐渐走入大众的视野，

石墨烯集合世界上优质的各种材料品质于一身，故有业内人士如此评价：如果说20世纪是硅的世纪，石墨烯则开创了21世纪的新材料纪元，将给世界带来实质性变化。

如今，石墨烯材料已经引起了我国政府、学术界和企业界的高度重视。工业和信息化部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中，前沿新材料就包含了石墨烯。国家科技重大专项、国家973计划围绕“石墨烯宏量可控制备”、“石墨烯基电路制造设备、工艺和材料创新”等方向也均部署了一批重大项目。