三維石墨烯被認為是史上結實、輕薄、也是有前途的跨世紀材料，由于其優異的力學性能、熱學性能，電學性能以及良好的延展性，使其在高性能電子器件、導熱、催化及能源領域有著巨大的潛在應用價值。

　　由于石墨烯具有優異的力學性能、熱學性能，電學性能以及良好的延展性，使其在高性能電子器件、導熱、催化及能源領域有著巨大的潛在應用價值。

　　石墨烯是由碳六元環組成的兩維(2D)周期蜂窩狀點陣結構,它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一維(1D)的碳納米管(carbonnano-tube,CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite),因此石墨烯是構成其他石墨材料的基本單元。

　　三維石墨烯基納米陶瓷復合材料多尺度超彈性效應。基于石墨烯橋接裂紋界面的強化增韌機制和納米尺度晶粒有效增強彈塑性變形的效應，采用“自下而上”的制備工藝和微觀結構可控設計策略，以水熱制備三維石墨烯氣凝膠為基底模板，以原子層沉積(ALD)技術可控沉積納米厚度Al2O3納米陶瓷，微觀上形成了“納米陶瓷-石墨烯-納米陶瓷”三明治復合夾層納米結構，實現了80%彈性變形、耐疲勞增韌特性和超過200%力學性能強化，發現了陶瓷復合材料在納米尺度上的超彈性效應和尺寸效應。這對解決功能陶瓷復合材料固有脆性和低韌性提供了新的思路和方法手段