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在常温下石墨烯的电阻率只有10-6Ω•cm，而电子迁移率达到光速的三百分之一，远远超过电子的电阻率在一般半导体中，是目前已知材料中电子传导速率最快的，且是电阻率最小的。石墨烯拥有这种优良的导电性也是由于它稳定的晶格结构。此外，石墨烯还具有特别的量子霍尔效应、分子霍尔效应以及极高的载流迁移率。
此外，据科学家证明石墨烯达到1060GPa，因此在力学方面的性能非常的好，据说是世界上已知的强度最大的材料，结构中各碳原子之间的连接柔韧，当在外部施加以机械力，碳原子面就会变形、弯曲，使得碳原子无须重排来适应外部机械力，也就保持了稳定的结构。它比钢都要坚硬100倍，比钻石还坚固，超越了理论上的极限值。据说可以用来制超强力膜并具有制备“太空电梯”的潜力[15]。
1.3.2 石墨烯的应用
因为石墨烯各种卓越的性质，例如优良的导电性、导热性、高强度等等，使得石墨烯在各个领域都有很宽泛的应用。
石墨烯不能直接用于制备石墨烯纳米复合材料，因为它具有疏水性、疏油性的特点。现如今人们所用的制备方法是以氧化石墨为原料，通过与某些纳米材料反应再还原得到石墨烯。石墨烯实际应用的一个重要方向就是石墨烯聚合物复合材料。