石墨烯是二維sp2鍵和的單層碳原子晶體，與三維材料不同，其低維結構可顯著削減晶界處聲子的邊界散射，並賦予其特殊的聲子擴散模式。研究表明，室溫下石墨烯的熱導率（K）已超越塊體石墨（2000W/m·K）、碳奈米管（3000～3500W/m·K）和鑽石等同素異形體的極限，達到5300W/m·K，遠超銀（429W/m·K）和銅（401W/m·K）等金屬材料。
優異的導熱和力學效能使石墨烯在熱管理領域極具發展潛力，但這些效能都是基於微觀的奈米尺度，難以直接利用。
因此，將奈米的石墨烯巨集觀組裝形成薄膜材料，同時保持其奈米效應是石墨烯規模化應用的重要途徑。
