黑龍江石墨烯是一種由碳原子以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)為是一種未來革命性的材料。英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，由于成功從石墨中分離出石墨烯（2004年），并在單層和雙層石墨烯體系中分別發(fā)現(xiàn)了整數(shù)量子霍爾效應(yīng)及常溫條件下的量子霍爾效應(yīng)（2009年），而獲得2010年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

石墨烯可以構(gòu)建其他材料，例如，利用石墨烯這種晶體結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建富勒烯（C60）、石墨烯量子點(diǎn)、碳納米管、納米帶、多壁碳納米管和納米角。此外，堆疊在一起的石墨烯層（大于10層）即形成石墨，層間通過范德華力保持在一起，晶面間距0.335納米。

總的來說，石墨烯作為一種獨(dú)特的二維碳納米材料，具有許多出色的物理性質(zhì)和應(yīng)用前景，是當(dāng)前科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)。

石墨烯的制備主要有以下幾種方法：

機(jī)械剝離法：包括微機(jī)械剝離法和機(jī)械剝離法。微機(jī)械剝離法是利用膠帶從高定向熱裂解石墨上剝離石墨烯片層，然后將石墨烯片層轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底上。這種方法可以制備出高質(zhì)量的石墨烯，但產(chǎn)率低，成本高，不滿足工業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)要求，僅適用于實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究。而機(jī)械剝離法則是通過機(jī)械力從石墨晶體的表面剝離出石墨烯片層，得到的產(chǎn)物保持著比較完美的晶體結(jié)構(gòu)，缺陷的含量較低。但這種方法同樣存在產(chǎn)生石墨烯的效率較低，不適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)的問題。

氧化還原法：這種方法是目前工業(yè)生產(chǎn)中Z普遍的一種制備方法。它是將機(jī)械力剝離法的固態(tài)剝離這種想法用于在液態(tài)的環(huán)境中進(jìn)行。這種方法制備的石墨烯是粉末狀態(tài)，缺陷大，但可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，并且可與別的物質(zhì)復(fù)合或改性。然而，這種方法也存在宏量制備容易帶來廢液污染和制備的石墨烯存在一定的缺陷，使石墨烯的應(yīng)用受到限制的問題。

化學(xué)氣相沉積法（CVD）：這種方法是通過化學(xué)反應(yīng)的方式，使反應(yīng)物在氣態(tài)環(huán)境下形成固態(tài)沉積物的一項(xiàng)技術(shù)。它可以用在制備高質(zhì)量大面積的石墨烯上，但理想的基片材料單晶鎳的價(jià)格太昂貴，這可能是影響石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)的重要因素。此外，這種方法雖然可以滿足規(guī)?；苽涓哔|(zhì)量石墨烯的要求，但成本較高，工藝復(fù)雜。

除此之外，還有其他制備方法如溶劑剝離法、溶劑熱法、外延生長法等，但都存在各自的缺點(diǎn)，如產(chǎn)率低、成本高、質(zhì)量差等，限制了它們的應(yīng)用。

總的來說，石墨烯的制備方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前尚沒有一種方法能夠同時(shí)滿足高效率、低成本、大規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯的要求。因此，石墨烯的制備技術(shù)仍然需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。