和金刚石一样，石墨是碳元素的一种存在形式。不同的是，由于原子结构不同，金刚石是地球上最坚硬的东西，石墨则是最软的矿物之一。石墨烯就是从石墨材料中剥离出来的，只由一层碳原子在平面上构成的薄片。 石墨烯的特点之一就是薄，堪称目前世界上最薄的材料。石墨烯只有一个原子那么厚，约0.3纳米，是一张A4纸厚度的十万分之一，头发丝的五十万分之一。同时，它又能导电，电子在石墨烯中的运动速度达1000千米/秒，是光速的1/300。轻薄、强韧、导电、导热……石墨烯的这些性质赋予人们许多想象空间。
中国电科55所的孔月婵博士介绍说，石墨烯的硬度非常强，比最强的钢铁还要强100倍；石墨烯的电子运行速度也非常高，是硅的10倍，非常适合发展下一代超高频电子器件。此外，石墨烯还是传导热量的高手，比最能导热的金属银还要强10倍。
石墨烯的特性，也表现得很“好玩”。比如当一滴水在石墨烯表面滚动时，石墨烯能敏锐地“觉察”到细微的运动，并产生持续的电流。这种特性给科学家们提供了一种新思路来从水的流动中获取电能。
“石墨烯可以对单个电子进行感应，带电粒子在石墨烯表面的移动可引起石墨烯内电子的快速移动，实现传感和发电过程。”浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说，石墨烯的这一特性在能源与电子传感方面可以有很多应用，比如在雨天可以用涂有石墨烯的雨伞来进行发电，或者可以做成灵敏的传感器件等。
正是这些全面的性能，让石墨烯受到了前所未有的关注，一些人甚至开始预言，石墨烯的出现将引领一场由材料进步而引发的工业革命。
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