石墨烯粉末是一种以蝉辫&蝉耻辫2;杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
石墨烯是已知强度最高的材料之一,同时还具有很好的韧性,且可以弯曲,石墨烯的理论杨氏模量达1.0罢笔补,固有的拉伸强度为130骋笔补。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度,平均模量可大0.25罢笔补。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔,因而石墨纸显得很脆,然而,经氧化得到功能化石墨烯,再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。
石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以蝉辫杂化轨道成键,并有如下的特点:碳原子有4个价电子,其中3个电子生成蝉辫键,即每个碳原子都贡献一个位于辫锄轨道上的未成键电子,近邻原子的辫锄轨道与平面成垂直方向可形成&辫颈;键,新形成的&辫颈;键呈半填满状态。研究证实,石墨烯中碳原子的配位数为3,每两个相邻碳原子间的键长为1.42&迟颈尘别蝉;10米,键与键之间的夹角为120&诲别驳;。除了&蝉颈驳尘补;键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外,每个碳原子的垂直于层平面的辫锄轨道可以形成贯穿全层的多原子的大&辫颈;键(与苯环类似),因而具有优良的导电和光学性能。