2004年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃消洛夫（Konstantin Novoselov）他們發現，我們可以用一種特別簡單的方式，改變石墨的分子結構，從而得到一種特殊的材料「石墨烯」，因為石墨烯的珍貴，也被稱為「黑金」。
實際上石墨烯本來就存在於自然界，只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。
這兩位科學家發現，把石墨薄片粘在特殊的膠帶上，撕開膠帶後，就會有一層薄薄的石墨粘在了膠帶上，反覆幾次後，就可以得到單層的石墨烯了，這就是獲得諾貝爾物理學獎項的「石墨烯微機械剝離法」。
簡單來說，石墨就是單層原子結構的石墨，它很薄，所以叫石墨「烯，」因為石墨烯具有前所未有的單層分子結構，所以石墨烯具有其他材料無法擁有的特性，在被證實可以簡單的獲得後，引起了眾多科學家的注意，「石墨烯電池」「石墨烯塗料」甚至是「石墨烯面膜」，它成為了可以顛覆人類世界的「最強材料」。
石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。
最薄、最堅硬的納米材料，在光、電、熱、力等方面具有優異性能，可以說，任何領域可以用到石墨烯，它擁有的潛力非同想像，正是因為這種特性，才讓眾多科學家認為，石墨烯足以顛覆世界。
為什麼石墨烯「後勁不足」？
石墨烯性能良好，未來可應用領域眾多，但是為什麼十幾年過去了，關於石墨烯的口號喊得這麼響，我們的生活中卻很少遇到石墨烯呢？甚至傳聞中的「石墨烯電池」也沒有出現呢？
首先石墨烯電池在技術上很難實現，石墨烯確實可以提高充電放電的速度，但是不能提升電池的容量，其次石墨烯和現代鋰電池工廠的並不兼容，同時石墨烯成本高昂，對於現在的廠商和用戶來說，石墨烯只會提高成本和價格，因此石墨烯電池技術是空中樓閣。
材料學對於人類來說十分重要，即使能源才是文明前進的基石，可是沒有足夠強度的材料，我們也無法利用這些能源，例如「核聚變」和「反物質」都需要高強度的材料，甚至在未來人類進行星際旅行時，實現亞光速飛行也需要飛船用高強度的材料製造。
由此可見石墨烯的重要性，可是為什麼石墨烯一直不能真正地進入我們生活，代替大部分材料呢？對於石墨烯這樣的新材料來說，重要性是它可以替代的材料決定的，如果被替代的材料原本就被人類廣泛使用，那麼石墨烯這種高強度性能良好的新材料出現，就可以讓原本被替代材料的領域得到進步，石墨烯之所以十分重要，是因為石墨烯可運用範圍很廣。
石墨烯沒有大面積普及的原因只有一個「高昂的生產成本」，即使這種新材料的性能多麼優秀，但是它的生產成本過高的話，是無法大面積取代原有材料的，並且石墨烯雖然已經出現十幾年，但是對於石墨烯研究更多還是停留在試驗階段，大部分國家關於石墨烯的研究都不能進入真正的量產階段。
石墨烯的火爆是因為兩位科學家依靠這個研究獲得了諾貝爾獎才讓世人如此關注，一種新材料的出現是需要很長時間研究深入，以及很長一段時間留給市場適應接受的，就像是可控核聚變一樣，我們都知道可控核聚變可以改變我們的生活，讓人類進入清潔能源的全新時代，但是關於核聚變的實驗也有一定危險性，即使在未來科學家實現了可控核聚變，也需要很長一段時間才能普及並且投入使用。石墨烯確實是一種可以改變世界的材料，但是我們還無法大量生產它，隨著研究的深入，這個問題可以被我們解決。
