包含石墨烯单晶的单体石墨烯物体，所述石墨烯单晶含有密堆且化学结合的平行石墨烯平面，所述石墨烯平面具有0.335至0.40nm的石墨烯平面间的间距和0.01至10重量％的氧含量，该单体石墨烯层或石墨烯单晶是通过在高于100℃的温度下热处理氧化石墨烯凝胶制得，其中在两个石墨烯平面之间的平均错取向角小于10度，更典型地小于5度。在干燥和热处理时，氧化石墨烯凝胶中的分子化学互联和整合成不含离散石墨鳞片或石墨烯片晶的单体石墨烯物体。该石墨烯单块展现出优异的热导率、电导率、机械强度、表面光洁度、表面硬度和划伤的组合。