石墨晶體具有由碳元素組成的六角網平面層狀結構，層平面上的碳原子以強有力的共價鍵結合，而層與層間以范德華力結合，結合非常弱，而且層間距離較大，因此，在適當的條件下，酸、堿金屬、鹽類等多種化學物質可插入石墨層間，并與碳原子結合形成新的化學相——石墨層間化合物(Graphite Intercalation on Compounds,簡稱 GIC)。這種層間化合物在加熱到適當溫度時，可瞬間迅速分解，產生大量氣體，使石墨沿軸方向膨脹成蠕蟲狀的新物質，即膨脹石墨，這種未膨脹的石墨層間化合物就是可膨脹石墨。
可膨脹石墨最 先由德國人Schaufautl發現，1841年，Schaufautl將天然石墨浸泡在濃 HNO3和濃H2SO4的混合液中，數小時后取出烘干，發現石墨發生了膨脹現象，美國聯合碳化物公司在 1963年首先申請可膨脹石墨制造技術專利并于1968年進行工業化生產。
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