本书是《石墨烯手册》第2卷着力于物理、化学和生物领域的特定主题，尝试概述多个不同研究方向上的国际最新进展。 石墨烯名义上是半金属，实际上如第2、3和11章所述，其电子特性和结构通常会被修饰而改变。这些变化可能是由于拓扑缺陷（见第1章）、化学吸附（见第7章）、孤立的空位（见第12章）、应变（见第8章）或受限的几何形状/纳米粒子（见第5章）引起的。电子与电子的相互作用也可以改变石墨烯的性质，如第4章和第14章所述，它们分别关注费米速度重正化和光学响应以及极端量子极限中的磁传输。此外，通常需要将石墨烯或其他二维结构描述为膜，如第6、9、17和18章所述。如第13章和第19章分别介绍的那样，在可能的应用中，光电器件无疑是最有可能的器件之一。石墨烯还可以承载低损耗的高约束表面等离振子极化子，其性质在第15章和第16章中进行了讨论。最后，在第10章和第20章中介绍了石墨烯在检测生物分子，以及在组织工程和再生医学中的应用。