石墨烯（Graphene）是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在，直至2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(KonstantinNovoselov)，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創性實驗”，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。并且石墨烯在自然界也有產出，2014年在中國由一顆碳質球粒隕石中，發現存在希格斯粒子場的能效機制，在此之中就發現了由碳原子碳晶體自組裝的彎曲納米石墨烯，顯為碳原子的電子圈量子的能效形成天然的石墨烯。中國發現的這顆碳原子“石墨烯”使人們得以看見石墨烯的成長基理，意義重大。概述圖文就是中國發現的天然石墨烯。

石墨烯是已知的世上最薄、最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；導熱系數高達5300W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10-6Ω·cm，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。因其電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來發展更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實質上是一種透明、良好的導體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。

當前利用石墨烯制作的電池也在不斷的發展，它利用鋰電池在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發出的一種新能源電池。