石墨烯是一种单质，由碳原子单独组成，每个碳原子与周围三个碳原子形成sp2杂化轨道，构成六角形的蜂窝结构。它是第一个在实验中成功制备的二维材料，具有优异的导电、导热、力学和光学性质，被广泛应用于电子、储能、传感等领域。