石墨烯出身于碳家族，这是一个元素界庞大的家族。碳家族分为两类，一类叫化合态，一类叫游离态。

碳的化合态是碳和其他元素组成化合物而存在的形式，这是和生命最相关的物质，我们呼吸排出的废气——二氧化碳就是碳和氧组成的化合物，生物最基本的蛋白质和遗传物质都是碳的化合物，我们获取能量的物质——葡萄糖是碳水化合物。碳水化合物是很普通的物质，随便拿出一瓶饮料，看看上面的营养成分表，一定是有碳水化合物的。

碳的游离态简称碳单质，意思是单由碳组成的物质。碳单质虽然只含有碳元素，但包括多种形态，不同形态各具特色，有着重要的作用，可谓是元素界的名门望族。其中有美丽、耐久且稀少的钻石，它是自然界中最坚硬的物质，自古以来，一直被人类视为权力、威严、地位和富贵的象征。现在已成为百姓们都可拥有、佩戴的大众宝石，人们常把它看成是爱情和忠贞的象征，镶嵌在结婚戒指上。

碳单质的另一种主要存在形式是石墨，与钻石恰好相反，石墨质地很软。这个软和我们生活概念中的柔软不同，我们通常认为果冻和橡皮泥是软的，石头是硬的。其实像石头这种“硬物体”也是有软硬之分的，我们可以找两块不同的石头，将其中一块在另一块上划一道痕，如果划痕是表面的一层，没有划破，甚至可以擦去，那么被划的石头更硬，如果划痕是一道印记，不能擦去，那么被划的石头更硬。而石墨是很软的，比纸还软，所以被用来做铅笔。所以，铅笔的笔芯并不是铅做的，而是石墨。

碳单质可是近几年的明星材料，备受诺贝尔奖的关注。1996年柯尔等人因富勒烯而获诺贝尔化学奖，富勒烯是60个碳组成，因形似足球，也叫足球烯。

石墨烯和富勒烯具有很多相似的地方，富勒烯的发现可以算是为石墨烯的提供了方向。2010年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫两人因发现石墨烯而获诺贝尔化学奖。石墨烯可谓碳家族的后起之秀，近年来备受科研工作者们的追捧，其风头甚至盖过了它的“先辈”们，可谓长江后浪推前浪。下面让我们走近这位材料界的新星 。