歷史學家根據人類使用的材料，將人類歷史劃分為“石器時代”、“青銅時代”、“鐵器時代”、“信息時代”（即“硅時代”：計算機芯片的主要成分硅元素）等等。未來是什麼時代？科學家稱之為“碳時代”。石墨烯作為碳的一種特殊形態被發現，或許為人類開啟邁向“碳時代”大門的可能性。
石墨烯是目前為止發現的最薄、最堅硬的材料，擁有最大的比表面積，可以被拉伸，並且在傳導性和穩定性方面性能卓越，特別是具有非常高的熱傳導性和電傳導性。一層石墨烯厚度只有0.3納米，也就是說，如果能用石墨烯取代紙張來印書，那麼一本《新華字典》那樣厚的書，就會有100億頁。
誰是石墨烯的發現者？是英國曼徹斯特大學的安德烈·海姆和他的學生康斯坦丁•諾沃肖洛夫。2004年，海姆和諾沃肖洛夫用普通膠帶紙從石墨中剝離出只有一個原子厚度的二維材料石墨烯，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。安德烈·海姆被稱為“石墨烯之父”。
石墨烯之父
對於石墨烯的研究和產業化，中國科技軍團走到了世界前沿。安德烈·海姆對此給予高度讚譽。他告訴記者，從研究水平來看，中國同行真的很優秀，世界高水平學術期刊上經常能讀到他們發表的論文；他半開玩笑地說，也正是看到包括這麼多聰明的中國大腦在內的世界智力資源紛紛投入石墨烯研究，他才感到“壓力山大”，有必要防止“踩踏”，找條特殊研究路徑。諾獎得主的盛譽絕非虛言。請看“碳時代”中國先鋒軍團的“奇技”：
1、浙大林時勝團隊：“滴水發電”
一滴水流過石墨烯表面，就產生了約1伏的電壓，持續輸出電流。我們在浙江大學信息電子工程學院林時勝副教授的實驗室看到，神奇材料石墨烯又多了一項新功能——水流感應發電。當一滴水滴落，它的重力透過極薄的石墨烯，引起了壓電薄膜的形變，產生了電荷，進而在石墨烯的表面誘導出一層水分子或離子。林時勝說，利用純水的重力，結合石墨烯、壓電材料的特性發電是一個全新的發現，第一次提出了石墨烯和支撐材料整個系統之間的動態電荷相互作用，拓寬了人們對納米材料中水流感應電壓的見解，為從水的流動中獲取電能提供了一種新思路。這一新發現提示人們，石墨烯將來可以被製備成靈敏的生物傳感器或能源器件。
滴水發電
2、北大劉忠範團隊：“石墨烯玻璃”
北大劉忠範團隊利用化學氣相沉積的方法，通過優化生長條件，在玻璃表面成功實現石墨烯的直接生長，有望加速石墨烯材料與玻璃產業的融合，推動石墨烯玻璃大規模應用。經過長期研究，該研究團隊在耐高溫玻璃和普通玻璃上成功實現了高品質石墨烯薄膜的可控生長。試驗證明，在石墨烯生長條件下，普通玻璃以熔融狀態存在，表面高度均一併且各向同性。課題組利用熔融態玻璃的這些性質，實現了尺寸及分佈均勻的石墨烯圓片的生長。利用直接生長方法獲得的石墨烯玻璃，具有玻璃和石墨烯的界面接觸良好、界面無汙染等這些優異特性。這種將石墨烯與玻璃結合生產出的新型複合材料：石墨烯玻璃，將極大拓展玻璃應用空間，將引發玻璃產業從大批量低附加值應用到節約型高附加值應用的革命性轉變。
石墨烯玻璃
3、北大郭雪峰團隊：“石墨烯電極開關”
北京大學北京分子科學國家實驗室郭雪峰研究組原創性地發展了以石墨烯為電極、通過共價鍵連接的穩定單分子器件的關鍵製備方法，解決了單分子器件製備難、穩定性差的難題。該研究展示了在納米尺度上對物質的精緻控制。他們與電子學系徐洪起研究組以及美國賓夕法尼亞大學Abraham Nitzan等合作，通過功能導向的分子工程學成功地克服了二芳烯分子與石墨烯電極間強耦合作用的核心挑戰性問題，從而突破性地構建了一類全可逆的光誘導和電場誘導的雙模式單分子光電子器件。這項研究工作使得在中國誕生了世界首例真實穩定可控的單分子電子開關器件。石墨烯電極和二芳烯分子穩定的碳骨架以及牢固的分子/電極間共價鍵鏈接方式使這些單分子開關器件具有空前的開關精度、穩定性和可重現性，在未來高度集成的信息處理器、分子計算機和精準分子診斷技術等方面具有巨大的應用前景。
石墨烯電極
4、中科院團隊：“超級電容器”
中科院吳忠帥團隊和包信和團隊在柔性化、平面化、集成化的全石墨烯基超級電容器研究方面取得新進展，實現了在一個基底上製造具有任意形狀的超級電容器及其模塊化集成。此項研究從材料選取、電極製備、電解液和隔膜選擇、器件組裝與模塊化集成等方面進行了創新，也為任意形狀儲能器件的有效構築、生產與集成提供了科學依據。業內人士表示，此項創新也將為我國儲能電池材料-電池-集成-示範產業鏈提供了較為完整的技術支撐體系，為今後該產業的可持續發展構建了具有國際競爭力的產業化平臺，促進了中國儲能行業的發展，增強了中國能源可持續發展的戰略地位，市場前景廣闊。
另外，中科院王奇和南京師範大學教授韓敏課題組合作，在高性能雜原子摻雜石墨烯基納米結構的規模化製備及其在柔性全固態超級電容器應用方面取得新進展。這項工作提出了原位集成和組裝2D納米結構單元來構建3D多孔雜化納米建築或骨架材料的新策略，且具備規模化製備的前景，為今後理性設計高性能的雜化電極材料，發展柔性功率源或能量儲存裝置鋪墊了道路。
此外，中科院上海硅酸鹽所與北京大學、美國賓夕法尼亞大學合作研究，黃富強研究員、陳一葦教授、林天全博士等設計合成的一種氮摻雜的有序介孔石墨烯，具有極佳的電化學儲能特性，比容量高達855法拉/克。這種高性能超級電容器電極材料，可用作電動車的“超強電池”：充電只需7秒鐘，即可續航35公里。該新型石墨烯超級電容器的研製成功對推動我國超級電容器的行業發展，提升行業競爭優勢，具有重要的意義。
5、南開大學陳永勝團隊：“光動石墨烯材料”
經過3年研究，南開大學化學學院陳永勝教授和物理學院田建國教授聯合科研團隊獲得一種特殊的石墨烯材料，可在包括太陽光在內的各種光源照射下驅動飛行，其獲得的驅動力是傳統光壓的千倍以上。該研究成果令“光動”飛行成為可能。“這是我們瞭解到的，迄今為止科學界第一次用光推動一個宏觀物體並實現宏觀的驅動。”陳永勝說，通過定量測量，這種石墨烯材料在光照條件下產生的力是傳統光壓的千倍以上。英國著名科普雜誌《新科學家》為該成果撰寫評述文章指出，該成果“再為石墨烯這種優良材料增添了一種驚人的性能”。
光動航天器
6、南京航空航天大學郭萬林團隊：“海水發電”
南京航空航天大學納米科學研究所所長郭萬林教授及其團隊利用石墨烯二維原子晶體的優異性質，發現石墨烯與流體界面耦合時產生電勢的新動電效應。他們稱其為“波動勢”，並展示了利用這種效應產生電能的技術。該研究突破了人們兩百多年以來對固液界面經典動電理論的傳統認識，為將石墨烯二維材料推向日常應用創造了新的空間，開啟了以石墨烯為基礎的海水發電、傳感和新型的表面電化學參量測量等新技術的大門。
中國石墨烯研究者的優異還體現在專利申請的數量上，據英國媒體報道，截至2015年初全球逾2.5萬件石墨烯應用專利申請中，近1/3來自中國。