1、“太空電梯”纜線：據(jù)科學(xué)家稱，地球上很容易找到石墨原料，而石墨烯堪稱是人類已知的強度最高的物質(zhì)，它將擁有眾多令人神往的發(fā)展前景。它不僅可以開發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機材料、可以制造出超堅韌的防彈衣，甚至還為“太空電梯”纜線的制造打開了一扇“阿里巴巴”之門。［散戶之友/收集整理］美國研究人員稱，“太空電梯”的最大障礙之一，就是如何制造出一根從地面連向太空衛(wèi)星、長達(dá)23000英里并且足夠強韌的纜線，美國科學(xué)家證實，地球上強度最高的物質(zhì)“石墨烯”完全適合用來制造太空電梯纜線！人類通過“太空電梯”進(jìn)入太空，所花的成本將比通過火箭升入太空便宜很多。為了激勵科學(xué)家發(fā)明出制造太空電梯纜線的堅韌材料，美國NASA此前還發(fā)出了400萬美元的懸賞。
2、代替硅生產(chǎn)超級計算機：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，石墨烯還是目前已知導(dǎo)電性能最出色的材料。石墨烯的這種特性尤其適合于高頻電路。高頻電路是現(xiàn)代電子工業(yè)的領(lǐng)頭羊，一些電子設(shè)備，例如手機，由于工程師們正在設(shè)法將越來越多的信息填充在信號中，它們被要求使用越來越高的頻率，然而手機的工作頻率越高，熱量也越高，于是，高頻的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出現(xiàn)，高頻提升的發(fā)展前景似乎變得無限廣闊了。這使它在微電子領(lǐng)域也具有巨大的應(yīng)用潛力。［散戶之友收集整理］研究人員甚至將石墨烯看作是硅的替代品，能用來生產(chǎn)未來的超級計算機。
3、光子傳感器：石墨烯還可以以光子傳感器的面貌出現(xiàn)在更大的市場上，這種傳感器是用于檢測光纖中攜帶的信息的，現(xiàn)在，這個角色還在由硅擔(dān)當(dāng)，但硅的時代似乎就要結(jié)束。去年10月，IBM的一個研究小組首次披露了他們研制的石墨烯光電探測器，接下來人們要期待的就是基于石墨烯的太陽能電池和液晶顯示屏了。因為石墨烯是透明的，用它制造的電板比其他材料具有更優(yōu)良的透光性。
4、液晶顯示材料：從光學(xué)角度來說，石墨烯是一種“透明”的導(dǎo)體，可以用來替代現(xiàn)在的液晶顯示材料。目前的液晶顯示器利用的是以銦為基礎(chǔ)的金屬氧化物薄膜，而銦這種金屬十分稀有，預(yù)計在未來十年內(nèi)就可能出現(xiàn)供應(yīng)短缺。另外，與目前電腦、手機等電子產(chǎn)品的重要原材料硅相比，石墨烯也具有諸多優(yōu)勢，因此它將來有望取代硅，在電子產(chǎn)品生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
5、新一代太陽能電池：石墨烯被寄予厚望的應(yīng)用實例之一是轉(zhuǎn)換效率非常高的新一代太陽能電池。展望其今后的應(yīng)用領(lǐng)域，首先是透明導(dǎo)電膜領(lǐng)域，其次是中間電極等領(lǐng)域。因為石墨烯不僅在代替ITO方面的性能或其柔性較高，而且只有石墨烯透明導(dǎo)電膜才能實現(xiàn)對于太陽能電池來說非常重要的特性。這個特性就是對于包括中遠(yuǎn)紅外線在內(nèi)的所有紅外線的高透明性。盡管紅外線占據(jù)了相當(dāng)一部分的太陽輻射能量，但現(xiàn)有的大部分太陽能電池都無法把紅外線作為能量源來有效利用。這是因為除了有效的光電轉(zhuǎn)換本身不易實現(xiàn)之外，迄今多用于透明電極的ITO和FTO對紅外線的透射率實際上也比較低。
如果只要對于紅外線確保透明性就足夠了的話，材料的開發(fā)并不困難。不過，這種材料大多在原理上會面臨導(dǎo)電率大幅降低的問題。石墨烯幾乎是唯一一種能夠避免這種問題的材料。其原因在于石墨烯具有非常高的載流子遷移率。因此，即使載流子密度非常小，也能確保一定的導(dǎo)電率。這種材料是非常罕見的。
最近有些研究機構(gòu)正在積極進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換層材料的開發(fā)，一些紅外線高效轉(zhuǎn)換技術(shù)也相繼面世。這樣一來，如果可以利用對紅外線透明度也較高的透明導(dǎo)電膜，那么就可期待實現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。
目前，在這些開發(fā)活動中處于領(lǐng)先地位的廠商之一是富士電機控股株式會。該公司目前正在新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）的“革新性太陽能發(fā)電技術(shù)研究開發(fā)”項目中，積極開發(fā)采用石墨烯的太陽能電池用透明導(dǎo)電膜。
不過，富士電機事實上已經(jīng)放棄了迄今一直在研發(fā)的使用氧化石墨烯制作石墨烯片的工藝。時作為替代方法導(dǎo)入了三星公司等也采用的熱CVD法。［散戶之友、收集整理］通過一系列自主改進(jìn)得到的2層石墨烯片的“導(dǎo)電率將高達(dá)ITO的幾倍，并且能夠確保90％的光透射率等，已經(jīng)達(dá)到能夠充分滿足性能指標(biāo)的水平”。
有待解決的課題是量產(chǎn)性問題。“我們希望再能降低CVD法的工藝度。同時需要確立該方法中所使用的銅的再利用工藝。另外，還需要確認(rèn)與太陽能電池半導(dǎo)體層的相容性等”。
6、其它應(yīng)用：石墨烯還可以應(yīng)用于晶體管、觸摸屏、基因測序等領(lǐng)域，同時有望幫助物理學(xué)家在量子物理學(xué)研究領(lǐng)域取得新突破。中國科研人員發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的細(xì)胞在石墨烯上無法生長，而人類細(xì)胞卻不會受損。利用這一點石墨烯可以用來做繃帶，食品包裝甚至抗菌T恤；用石墨烯做的光電化學(xué)電池可以取代基于金屬的有機發(fā)光二極管，因石墨烯還可以取代燈具的傳統(tǒng)金屬石墨電極，使之更易于回收。這種物質(zhì)不僅可以用來開發(fā)制造出紙片般薄的超輕型飛機材料、制造出超堅韌的防彈衣，甚至能讓科學(xué)家夢寐以求的2.3萬英里長太空電梯成為現(xiàn)實。
石墨烯這一目前世界上最薄的物質(zhì)首先讓凝聚態(tài)物理學(xué)家們驚喜不已。由于碳原子間的作用力很強，因此即使經(jīng)過多次的剝離，石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)依然相當(dāng)完整，這就保證了電子能在石墨烯平面上暢通無阻的遷移，其遷移速率為傳統(tǒng)半導(dǎo)體硅材料的數(shù)十至上百倍。這一優(yōu)勢使得石墨烯很有可能取代硅成為下一代超高頻率晶體管的基礎(chǔ)材料而廣泛應(yīng)用于高性能集成電路和新型納米電子器件中。目前科學(xué)家們已經(jīng)研制出了石墨烯晶體管的原型，并且樂觀地預(yù)計不久就會出現(xiàn)全由石墨烯構(gòu)成的全碳電路并廣泛應(yīng)用于人們的常生活中。
石墨烯還具有超高的強度，碳原子間的強大作用力使其成為目前已知的力學(xué)強度最高的材料，并有可能作為添加劑廣泛應(yīng)用于新型高強度復(fù)合材料之中。［散戶之友。收集整理］石墨烯良好的導(dǎo)電性及其對光的高透過性又讓它在透明導(dǎo)電薄膜的應(yīng)用中獨具優(yōu)勢，而這類薄膜在液晶顯示以及太陽能電池等領(lǐng)域至關(guān)重要。另外，石墨烯在高靈敏度傳感器和高性能儲能器件方面也已經(jīng)展示出誘人的應(yīng)用前景�？梢哉f，石墨烯的出現(xiàn)不僅給科學(xué)家們提供了一個充滿魅力與無限可能的研究對象，更讓我們對其充滿了期待，也許在不久的將來，石墨烯就會為我們搭建起更加便捷與美好的生活。
總之，石墨烯幾乎完全透明，卻極為致密，即使原子尺寸最小的氦氣也無法穿透。這些性狀可由量子物理學(xué)加以解釋。石墨烯與塑料混合，可望形成導(dǎo)體，用于輸送電子，同時具備更強的機械性能和耐熱性能。石墨烯與塑料復(fù)合，可以憑借韌性，創(chuàng)制“新型超強材料”，兼具超薄、超柔和超輕特性。在特定領(lǐng)域內(nèi)，如電子行業(yè)，石墨烯適合制作透明觸摸屏、透光板和太陽能電池。如用于制造晶體管集成電路，石墨烯可望超越硅晶體，突破現(xiàn)有物理極限，使電腦運行速度更快、能耗降低。