石墨烯于 2004 年由英國曼徹斯特大學的 Geim 和 Novoselov 通過機械剝離法首次發現。它是一種典型的二維材料，單層的石墨烯厚度僅為 0.35nm。由于特殊的晶體結構與電子分布方式，石墨烯具有十分出色的機械性能、極高的載流子遷移率、優異的導熱性能以及透光率。導熱性能方面，采用非接觸共焦拉曼測試的單層懸空石墨烯的熱導率高達 5300 W/m·K，明顯高于金剛石和單壁碳納米管。對于含缺陷和官能團的石墨烯粉體而言，隨著制備方法的不同，其導熱系數也會略有差別，導熱率的分布范圍為 800-3500W/m·K，但也遠高于銅、鋁等金屬以及氮化鋁、碳化硅等陶瓷材料。因此石墨烯在導熱界面材料領域具有極大的潛力。