石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫是英国曼彻斯特大学的物理学家，他们成功地通过微机械剥离法从石墨中分离出石墨烯，并因此获得了2010年诺贝尔物理学奖。随着批量化生产以及克服大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在快速加快。根据现有的研究成果，移动设备、航空航天和新能源电池领域可能会是最早实现商业化应用的领域。
在传感器领域，石墨烯可以制成化学传感器。其在晶体管的应用上，由于石墨烯结构的高度稳定性，在接近单个原子的尺度上仍然可以保持稳定工作。新能源电池也是石墨烯最早商业应用的重要领域之一。此外，石墨烯过滤器在海水淡化过程中的应用远超其他技术。在航空航天领域，由于其高导电性、高强度和超轻薄等特性，石墨烯具有突出的应用优势。
