石墨烯是由碳原子按照六边形进行排布，相互连接，形成一个碳分子，其结构非常稳定；随着所连接的碳原子数量不断增多，这个二维的碳分子平面不断扩大，分子也不断变大，形成单层石墨烯材料。单层石墨烯仅有一个原子的厚度，为0.335纳米，是目前已知的最薄的一种材料。一般把10层以内的石墨烯及相关衍生物统称石墨烯材料，超过10层以上的石墨烯表现出更多的石墨特性。石墨烯富有可塑性，可卷曲成圆筒状，变成一维碳纳米管；也可制成球状或椭球状，得到零维的富勒烯。
石墨烯集多种优异特性于一身，已远非石墨可比，如高比表面积、高导电性、高机械强度等，同时石墨烯还具有易修饰及可大规模生产等特点。正是由于石墨烯具有很多令现有材料望尘莫及的特性，所以其应用领域非常广泛，应用前
石墨烯的独特性能及潜在应用
石墨烯潜在应用领域广阔，众多行业都可以使用石墨烯提升现有材料、设备性能。石墨烯在不同下游应用的技术成熟度和渗透率各有不同。
石墨烯潜在应用领域广阔
预计到2020年,石墨烯全球市场规模将达到1.49亿美元，2014-2020年复合增长率是超过40%。
中国石墨烯材料重点发展方向
重点方向 | 发展目标 |
电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料 | 较现有材料充电时间缩短1倍以上，续航里程提高1倍以上。 |
海洋工程等用石墨烯基防腐蚀涂料 | 较传统防腐蚀涂料寿命提高1倍以上。 |
柔性电子用石墨烯薄膜 | 性价比超过ITO，且具有优异柔性，可广泛应用于柔性电子领域。 |
光/电领域用石墨烯基高性能热界面材料 | 石墨烯基散热材料较现有产品性能提高2倍以上。 |
我国石墨烯的发展得到了国家和各级地方政府的大力扶持，国内石墨烯产业制备技术和应用技术均取得了长足发。国家在“十二五”规划中间明确将新材料列为重要的战略新兴产业；国家自然科学基金委员会已经陆续拨款超过3亿元资助石墨烯相关项目；国家引导石墨烯产业成立了中国石墨烯产业技术创新战略联盟，联盟成员已达53家，6位联盟常务理事单位分别对石墨烯技术路线、标准战略、专利布局、国际合作和产业促进进行支持和合理引导。
中国石墨烯材料主要支持政策
发布时间 | 发布单位 | 政策名称 | 政策内容 |
2015年9月 | 国家制造强国建设战略咨询委员会 | 《中国制造2025》重点领域技术路线图 | 明确未来十年我国石墨烯产为珠发展路径，总体目标是“2020年形成百亿元产业规模，2025年硬体产业规模突破千亿元” |
2015年11月 | 工信部、发改委、科技部 | 《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》 | 到2020年形成完善的石墨烯产业体系，实现石墨烯材料标准化、系列化和低成本化，在多领域实现规模化应用，形成若干家具有核心竞争力的石墨烯企业。 |
2016年3月 | 工信部、发改委、科技部、财政部 | 《关于加快新材料产业创新发展的指导意见》 | 提出积极开发前沿材料，包括石墨烯等基础研究与技术积累。 |
2016年3月 | 全国人民代表大会和中国人民政治协商会议 | 《中华人民共国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》 | 提出大力发展石墨烯、超材料等纳米功能材料。 |
2016年5月 | 国务院 | 《国家创新驱动发展战略纲要》 | 发展引领产业变革的颠覆性技术，不断催生新产业、创造新就业，发挥纳米、石墨烯等技术对新材料产业发展的引领作用。 |
2015年5月，国家金融信息中心指数研究院发布了全球首个石墨烯指数指数评价结果显示，我国全球石墨烯产业综合发展实力位列全球第3位（前2位分别为美国和日本）。
我国石墨烯研发领先，有望率先在复合材料、储能领域打开市场。我国石墨烯专利申请全球第一，达6714件。石墨烯应用领域专利5086件，其中专利申请量较多的主要有储能（锂离子电池、超级电容器、太阳能等），专利申请量1432件，占总申请量的28%；复合材料（催化剂、导电/导热材料、吸波材料等），专利申请量1675件，占总申请量的33%。
全球石墨烯专利数量对比
我国石墨烯应用专利分布情况
