石墨烯不是有機高分子材料。
高分子材料是以高分子化合物為基體，再配有其他新增劑（助劑）所構成的材料。而石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳奈米材料，並不是以高分子化合物為基體的形式。
石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵，並有如下的特點：碳原子有4個價電子，其中3個電子生成sp2鍵，即每個碳原子都貢獻一個位於pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態。
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