石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。

石墨烯的幾個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)：

石墨烯在實(shí)際應(yīng)用于非碳材料時(shí)，是一種有利的碳基材。它應(yīng)用容易，比表面積大，使得在其表面實(shí)現(xiàn)其他活性成分的雜交和均勻散布更加容易，這也極大提高了這些成分的利用率。此外，利用石墨烯在兩個(gè)活性粒子甚至是整個(gè)電極間構(gòu)建互聯(lián)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)也是輕而易舉。這樣的網(wǎng)絡(luò)有助于提高電極的循環(huán)穩(wěn)定性。

通過(guò)在裝置中使用石墨烯代替?zhèn)鹘y(tǒng)碳材料，能實(shí)現(xiàn)高體積能量密度。石墨烯為高體積能量密度裝置的組裝提供了潛在解決方案。

柔性石墨烯有望制造柔性儲(chǔ)能裝置。使用石墨烯及其組件可以制備出具有高度柔韌性的集流體，為我們提供了一種取代脆性金屬集流體的方法。此外，利用石墨烯還能制備出集成柔性電極，有助于解決在反復(fù)彎曲過(guò)程中集流體活性材料分離的問(wèn)題。

石墨烯既高度導(dǎo)電又透明。因此，它作為太陽(yáng)能電池材料具有很大的潛力。通常情況下，太陽(yáng)能電池使用硅，當(dāng)光子撞擊材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生電荷，從而釋放出一個(gè)自由電子。硅只會(huì)釋放一個(gè)電子，每個(gè)光子擊中它。研究表明，石墨烯可以為每個(gè)擊中它的光子釋放多個(gè)電子。因此，黑龍江石墨烯在轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能方面可能會(huì)好得多，預(yù)計(jì)效率可達(dá)60％，而目前的硅電池所能達(dá)到的效率大約為25％。

石墨烯即使得到生產(chǎn)，估計(jì)也不會(huì)以純粹的粉體狀存在，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化處理的石墨烯有可能重新團(tuán)聚成石墨（片）。所以，目前的研究重點(diǎn)是物理或在弱的化學(xué)條件下剝離石墨并形成穩(wěn)定的石墨烯分散系統(tǒng)。

物理分散法一般分散能力有限，化學(xué)分散法雖然分散能力強(qiáng)，但是一般會(huì)導(dǎo)致共軛片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷，相比較而言，非共價(jià)鍵修飾的官能團(tuán)是一個(gè)較好的方式，基于范德華力和π-π相互作用，可以在石墨烯表面接枝比較好的高分子，這樣可以避免產(chǎn)生缺陷及破壞片層表面的共軛結(jié)構(gòu)。