当在压电材料上施加机械应力时，其上会积聚电荷。当应力消失后，其失去了积聚的电荷，恢复原来的状态。因此，压电效应是在材料的电子状态与施加的机械应力之间产生的一种线性的机电相互作用。由于这是一个可逆的系统，因此如果在材料上施加电荷，也会产生内部的机械应力。这种材料可用于开关设备来产生电信号或内部的机械应力，产生超声波，用于声音的产生与检测、直流高电压的产生、微量天平，以及超细聚焦的光学器械等。它也可以用于扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）。

图5.6 在石墨烯片上施加机械应力时，在垂直于施加应力的方向产生了电功 Copyrightⓒ 2012，American Chemical Society；Courtesy：Oietal.，Nano Lett.，2012，12（3），1224-1228.(www.daowen.com)

石墨烯具有1.1GPa的杨氏模量，这意味着它可承受较高的机械应力；且由于其电子迁移率很高，有可能产生高幅值的电压。石墨烯片的尺寸也可以小如石墨烯纳米带。由于石墨烯纳米带可制成几纳米的大小，在一些不能使用其他无机物和聚合物基压电材料的应用中，可以制备纳米压电石墨烯用于这些应用。如图5.6所示，石墨烯片可以被拉扯，并产生直流电压。这一现象产生了一个新的概念——形变电子学，即电场应变类似于碳晶格的变形，按预期习惯产生形状变化。石墨烯的形变电子学概念形成于2010年。这一概念提出，如果将一些特定的阳离子/阴离子插入石墨烯片的碳的特定部位，那么控制石墨烯的变形幅度以及通过施加电场来设计控制变形地点都具有了可能性。如果这些得以实现，工程设计的前景将更加广阔。