石墨烯（Graphene）是一种二维碳材料，在2004年由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，在实验中成功从石墨中分离出石墨烯，两人也因「在二维石墨烯材料的开创性实验」为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的奈米材料，导热系数高，且为世上电阻率最小的材料。被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子组件或晶体管，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

石墨烯是由一层碳原子形成的薄片，由碳原子组成一个个六角形的环，环环相连形成蜂窝状平面。这是目前世上最薄也是最坚硬的纳米材料。一层石墨烯的薄度小于一个纳米，肉眼看不见也摸不着，20万片石墨烯加在一起，才有一根头发丝那么粗。

能想象手机不必携带行动电源，只要出门前充电5秒，电量就可以使用长达半个月吗？这样的技术在石墨烯的帮助下未来将可以实现。目前全球已有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯研发，然而中国在石墨烯研发上，目前已申请超过2200项专利，占世界的3分之1。

西班牙Graphenano公司(一家以工业规模生产石墨烯的公司)也与西班牙科尔瓦多大学合作研究出了首例石墨烯聚合材料电池，其储电量是目前市 场最好产品的三倍，用此电池提供电力的电动车最多能行驶1000公里，而其充电时间不到10分钟。不过，这项消息还有待官方证实。

Graphenano公司计划于2015年将此电池投入生产，并且计划与德国四大汽车公司中的两家(现在还不方便透露公司名称)将在本月和电动汽车进行试验。

这种石墨烯聚合材料电池的使用寿命较长，是传统氢化电池的四倍，锂电池的两倍。且因石墨烯的特性，此电池的重量仅为传统电池的一半，使得装载该电池的汽车更加轻量化，进而提高汽车燃油效率。

虽然此电池具有各种优良的性能，但其成本并不高。Graphenano公司相关负责人称，此电池的成本将比锂电池低77%，完全在消费者承受范围之内。此外，在汽车燃料电池等领域，石墨烯还有望带来革命性进步。

燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。与其他电池相比，具有能量转化效率高、无环境污染等优点。「质子传导薄膜」是燃料电池技朮的核心部分，汽车中的燃料电池使用氧和氢作为燃料，转变输入的化学能量成为电流。

现有的质子薄膜上常存在燃料泄漏，降低了电池有效性，但质子可以较为容易地「穿越」石墨烯等二维材料，而其他物质则很难穿越，从而可以解决燃料渗透的问题，增加电池的有效性。

石墨烯薄膜可用于提取大气层中的氢，暗示着该材料结合燃料电池更容易从空气中提取氢。麻省理工学院的Karnik教授在评论中指出这项最新研究证实该在理论上已经达到美国能源部设定的2020年质子交换膜输运性能目标。

这项突破性研究，为人类认知石墨烯等材料特性带来全新发现，并有望为燃料电池和氢相关技朮领域带来革命性的进步。

利用石墨烯聚合材料生产出来的汽车电池，有望达到这样惊人的效果：只充电几分钟，就可以让汽车连续开行1000公里。这种技术在西班牙、韩国等地，都接近于实现突破。

但这仅仅是石墨烯的神奇应用之一。据称，石墨烯材料如果取代硅，有望让计算机处理器的运行速度快数百倍；石墨烯有望引发触摸屏和显示器产品的革命，制造出可折叠、伸缩的显示器件；石墨烯强度超出钢铁数十倍，有望被用于制造超轻型飞机材料、超坚韧的防弹衣等。

采用石墨烯技术可以让手机屏幕变得弯曲、折叠

最后总结一下：石墨烯到底是什么东西？它其实是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是目前自然界最薄、强度最高的材料。