请详细介绍什么是石墨烯，它的特性有哪些？请用三个自然段回答，第一段介绍石墨烯的定义，第二段详细列出它的主要特性，第三段描述它的潜在应用。
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石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成的二维蜂窝状晶格结构的纳米材料。作为单原子层的石墨，它在2004年被曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫首次成功地从石墨中分离出来，这一成就也使他们获得了2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯是目前已知的世界上最薄、最坚硬的纳米材料，它的发现开创了一个全新的研究领域。
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