二十世纪八十年代，纳米材料计入史册并快速发展。1985年，巴基球C60被人们发现。之后C70、C86及其一系列碳原子簇被发现[[[] Kroto H W。 C60: Buckminsterfullerene[J]。 Chemical Reviews。 1991, 91(6):1213-1235]]，他们和称为富勒烯。1991年，碳纳米管（由石墨层片卷曲而成的一维管状结构）被发现。2004年，石墨烯进入碳材料家庭，随着研究的深入，石墨烯以及特殊的性能将展现出来并发挥不可替代的作用。

1。3。1 石墨烯发现的经过[[[] 朱宏伟。 石墨烯:单原子层二维碳晶体——2010年诺贝尔物理学奖简介[J]。 自然杂志。 2010(6): 326-331]]

科学家很早就预言出石墨烯的存在，但到石墨烯成功制备出来却花了人类近60年的时间。1947年菲利普•华莱士研究石墨烯的电子结构。1987年，“grapheme”这个词首次用来表示单层石墨烯，但人们一直认为石墨烯只是理想的结构，热力学不稳定因素会使石墨烯在自然条件下会自动分解。由于长时间没有人能够制备出单层石墨烯，石墨烯渐渐被人们遗忘。人们探索的脚步是不断前进的，罗德尼•鲁夫尝试通过石墨与硅片摩擦的方法分离出石墨烯，但由于当时检测仪器跟不上未对实验产品进行检测。美国的菲利普•金通过石墨制成铅笔通过写字的方法得到石墨烯薄片，但测试结果是分子层数达到了10层，离成功还差一点。成功的大门有时在不禁意间被叩开，2004年的某一天，安德烈•盖姆和康斯坦联合发表了一篇论文，他们利用胶带在石墨上反复剥离并成功获得了石墨烯，同时他们将他们实验过程拍成视频发到网上。之后一些学者得出具有层状结构的晶体相互摩擦就会分离出单层结构

1。3。2 石墨烯的结构

通俗来讲，石墨烯其实就是单层石墨片，它是由sp2杂化的碳原子排列成六边形蜂窝状结构。碳原子之间的键长约为0。142nm，厚度为0。35nm,但是它的结构非常稳定。当石墨烯表面受到应力时，石墨烯表面发生变形来适应外力，所以石墨烯的结构非常稳定。根据石墨烯边缘碳链的不同我们可以把石墨烯分为锯齿形和扶手型。锯齿型的石墨烯条带呈金属型性质，扶手型主要表现半导体性质。石墨、纳米碳管、金刚石的富勒烯他们都与石墨烯都是碳的同素异形体，如果条件允许的话，我们可以把石墨烯折叠成它的任何一种同素异形体。