三維石墨烯材料的微觀孔結(jié)構(gòu)大多通過二維石墨烯整合過程中隨機出現(xiàn)或致孔產(chǎn)生，孔結(jié)構(gòu)可控性及重復(fù)性差。因此，在寬孔徑范圍內(nèi)實現(xiàn)三維石墨烯孔尺寸可控仍是難點。其次，如何有效防止石墨烯納米片在形成三維結(jié)構(gòu)過程中的重新堆積、完好保持石墨烯片層性質(zhì)仍是難點。

　　石墨烯被定義為：一種由碳原子以 sp2 雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。但為何還有所謂的三維石墨烯呢？近日在一場演講中聽到全國納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書長指出：石墨烯是「結(jié)構(gòu)」的總稱，而石墨烯「材料」包括：單層、雙層、多層及量子點等，這樣就可以擴大解釋三維石墨烯是屬于石墨烯「材料」，可以不用「結(jié)構(gòu)」的角度去從嚴(yán)解讀。

　　三維石墨烯則由二維石墨烯片整合而成，具有特定的三維微／納米結(jié)構(gòu)。

　　三維石墨烯材料還具有層壓式或多孔結(jié)構(gòu)，在能量存儲、催化、環(huán)境修復(fù)、傳感器和電容器等方面展現(xiàn)了獨特的性能，并有望作為柔性、可伸縮材料使用。