石墨烯是現有材料中厚度最薄、強度最高、導熱性最好的新型二維材料，在智能裝備、航空航天、能源儲存和環境治理等諸多領域應用潛力巨大，是重要的戰略新興材料。
石墨烯的主要應用
傳感器
石墨烯可以做成化學傳感器，這個過程主要是透過石墨烯的表面吸附性能來完成的，根據部分學者的研究可知，石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環境非常敏感。石墨烯是電化學生物傳感器的理想材料，石墨烯製成的傳感器在醫學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。
晶體管
石墨烯可以用來製作晶體管，由於石墨烯結構的高度穩定性，這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩定地工作。相比之下，目前以硅爲材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩定性；石墨烯中電子對外場的反應速度超快這一特點，又使得由它製成的晶體管可以達到極高的工作頻率。例如IBM公司在2010年2月就已宣佈將石墨烯晶體管的工作頻率提高到了100GHz，超過同等尺度的硅晶體管。
柔性顯示屏
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成爲未來移動設備顯示屏的發展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊，作爲基礎材料的石墨烯前景也被看好。韓國研究人員首次製造出了由多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏。韓國三星公司和成均館大學的研究人員在一個63釐米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，製造出了一塊電視機大小的純石墨烯。他們表示，這是迄今爲止“塊頭”最大的石墨烯塊。隨後，他們用該石墨烯塊製造出了一塊柔性觸摸屏。研究人員表示，從理論上來講，人們可以捲起智能手機，然後像鉛筆一樣將其別在耳後。
新能源電池
新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。美國麻省理工學院已成功研製出表面附有石墨烯納米塗層的柔性光伏電池板，可極大降低製造透明可變形太陽能電池的成本，這種電池有可能在夜視鏡、相機等小型數碼設備中應用。另外，石墨烯超級電池的成功研發，也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題，極大加速了新能源電池產業的發展。這一系列的研究成果爲石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。
