原子结构与成键方式

•     晶格结构：石墨烯由碳原子以正六边形蜂巢状排列构成，碳-碳键长约0.142nm，每个原胞含两个碳原子，形成A、B两套子晶格。
•     化学键：碳原子通过sp²杂化形成三个强σ键（键角120°），剩余一个p电子垂直于平面形成离域π键，赋予其优异的导电性和力学性能。

•     维度特性：作为二维材料，石墨烯可通过卷曲、堆叠或变形形成零维富勒烯、一维碳纳米管或三维石墨，是碳材料的基本结构单元。

• 主要应用方向

  1. 电子信息领域：高性能晶体管、透明触控屏、柔性电子器件，依托其高导电性和透明性。
  2. 能源存储领域：锂离子电池电极材料（提升容量与充放电速度）、超级电容器（提高能量密度）。
  3. 汽车工业：
     • 电池：缩短充电时间、增加续航里程；
     • 轻量化：增强复合材料用于车身、轮毂，降低能耗；
     • 散热：优化发动机及电子部件散热系统；
     • 涂料：提升耐磨性、耐腐蚀性。
  4. 航空航天：轻质高强结构材料、耐高温涂层，减轻飞行器重量并提升性能。