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炭素、石墨与碳素、石墨烯之间的关系可以概括为：
1、炭素和碳素实际上是同一物质的不同叫法，它们都是指由碳元素组成的物质，只是通常“炭素”更常用于描述高温碳材料，而“碳素”则更广泛地用于描述所有由碳元素构成的物质。
2、石墨属于炭素材料的一种，它是一种晶体碳，具有许多独特的性质，如耐高温、导电性等。
3、石墨烯是近些年发现的一种新型纳米材料，是一种从石墨材料中剥离出来的，由单层碳原子组成的二维晶体，它是目前发现的最薄、具有最大强度并且最大导电导热性能极强的纳米材料，简而言之，石墨烯是构成石墨的微观层面之一。
炭素和碳素本质上是同一物质的两种叫法，石墨是炭素材料的一种，而石墨烯则是构成石墨的微观层面。