『壹』 石墨烯材料為什麼難分散，有什麼好的方法
（1）原材料：實際上石墨烯本來就存在於自然界，只是難以剝離出單層結構。石墨烯一層層疊起來就是石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。鉛筆在紙上輕輕劃過，留下的痕跡就可能是幾層甚至僅僅一層石墨烯。
（2）應用領域：
在塑料里摻入百分之一的石墨烯，就能使塑料具備良好的導電性；加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗熱性能提高30攝氏度。在此基礎上可以研製出薄、輕、拉伸性好和超強韌新型材料，用於製造汽車、飛機和衛星。
隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯的產業化應用步伐正在加快，基於已有的研究成果，最先實現商業化應用的領域可能會是移動設備、航空航天、新能源電池領域。
消費電子展上可彎曲屏幕備受矚目，成為未來移動設備顯示屏的發展趨勢。
另一方面，新能源電池也是石墨烯最早商用的一大重要領域。
由於高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用。
1、電子運輸：
在發現石墨烯以前，大多數（如果不是所有的話）物理學家認為，熱力學漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。所以，它的發現立即震撼了凝聚態物理界。雖然理論和實驗界都認為完美的二維結構無法在非絕對零度穩定存在，但是單層石墨烯在實驗中被制備出來。這些可能歸結於石墨烯在納米級別上的微觀扭曲。
2、導電性：
石墨烯結構非常穩定，迄今為止，研究者仍未發現石墨烯中有碳原子缺失的情況。石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面就彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應外力，也就保持了結構穩定。這種穩定的晶格結構使碳原子具有優秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射。由於原子間作用力十分強，在常溫下，即使周圍碳原子發生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。
3、導熱性：
石墨烯具有極高導熱系數， 近年來被提倡用於散熱等方面， 在散熱片中嵌入石墨烯或數層石墨烯可使得其局部熱點溫度大幅下降。美國加州大學一項研究顯示 ， 石墨烯的導熱性能優於碳納米管。中國科學院山西煤炭化學研究所高導熱石墨烯/炭纖維柔性復合薄膜，其厚度在10~200 μm之間可控，室溫面向熱導率高達977 W/m•K，拉伸強度超過15 MPa。
普通碳納米管的導熱系數可達3000W/mK以上， 各種金屬中導熱系數相對較高的有銀、銅、金、鋁， 而單層石墨烯的導熱系數可達5300W/mK， 甚至有研究表明其導熱系數高達6600W/mK。
優異的導熱性能使得石墨烯有望作為未來超大規模納米集成電路的散熱材料 。與純石墨烯相比， 還原剝離氧化石墨得到熱導率相對較低(0.14 ～ 2.87 W/mK)的石墨烯(RGOx)。其導熱系數與氧化石墨被氧化程度密切相關， 原因是RGOx薄片即使經過熱還原處理後仍然具有氧化性。導熱率可能與其中殘余的化學官能團、破壞的碳六元環等缺陷有關化學結構被氧化導致晶格缺陷的產生， 阻止了熱傳導作用。
4、機械特性
石墨烯是人類已知強度最高的物質，比鑽石還堅硬，強度比世界上最好的鋼鐵還要高上100倍。哥倫比亞大學的物理學家對石墨烯的機械特性進行了全面的研究。在試驗過程中，他們選取了一些直徑在10—20微米的石墨烯微粒作為研究對象。研究人員先是將這些石墨烯樣品放在了一個表面被鑽有小孔的晶體薄板上，這些孔的直徑在1—1.5微米之間。之後，他們用金剛石製成的探針對這些放置在小孔上的石墨烯施加壓力，以測試它們的承受能力。
5、化學性質：
我們至今關於石墨烯化學知道的是：類似石墨表面，石墨烯可以吸附和脫附各種原子和分子。從表面化學的角度來看，石墨烯的性質類似於石墨，可利用石墨來推測石墨烯的性質。石墨烯化學可能有許多潛在的應用，然而要石墨烯的化學性質得到廣泛關注有一個不得不克服的障礙，缺乏適用於傳統化學方法的樣品。
『貳』 如何證明石墨烯對銅離子的吸附是一個吸熱過程，需要什麼數據
納米級的碳材料本身就可以擔當一種有效的催化劑，在吸附方面有很好的應用潛力，下面是小編搜集整理的一篇探究石墨烯在吸附中的應用發展的論文範文，供大家閱讀查看。
1、引言
隨著世界人口的快速增長和工業化的迅猛發展，環境污染問題引起了人們的廣泛關注，特別是水體中有害物質的去除問題至關重要。目前，國際上常用的污水處理方法有膜分離法[1]、微生物處理法[2]、光催化降解法[3]、吸附法[4]及其它方法。這些方法在治理和保護水體環境中起到了重要的作用。其中，吸附法和光催化降解法，由於本身具有低能耗、高效率、方便大規模應用和應用對象廣泛等特點[5-6],得到了科學界的廣泛關注和研究。吸附法在污水治理方面具有設備簡單、效果顯著、不易產生二次污染等優點，經吸附法處理後，水體普遍好轉且比較穩定[7].
目前，在工業上最常用的活性炭吸附劑,具有非極性表面，為疏水和親有機物的吸附劑，性能穩定、吸附容量大、解吸容易、抗腐蝕，經過多次循環使用仍可保持原有吸附性能，在污水處理方面有很好的效果，但其成本較高、再生效率低，使該方法的廣泛應用受到了限制;活性氧化鋁[9],無定形的多孔結構物質，極性強，對水又很高的親和作用，對含氟廢氣有很好的凈化作用;沸石分子篩[10]
一種離子型吸附劑，孔徑整齊均一，對不飽和有機物、極性分子有選擇吸附能力，但都存在各自的缺點，制約了其在現實生活生產中的應用。納米級的碳材料本身就可以擔當一種有效的催化劑，在吸附方面有很好的應用潛力[11].自2004年Manches-ter大學的Geim小組[12]首次採用機械剝離法獲得單層或薄層的新型二維原子晶體-石墨烯以來，科學界便對石墨烯材料進行了廣泛的研究與討論。石墨烯具有理想的平面二維結構、良好的電子性質、熱學性質、光學性質、機械性質等，使其在納米電子器件、催化劑、電池、電容器、光電子器件、新型復合材料以及感測材料等方面有著廣泛的應用前景[13].石墨烯由碳原子以sp2雜化結構連成的單原子層結構，其理論厚度僅為0.35nm[14],石墨烯的單原子厚度和二維的平面結構賦予了它獨特的性能，如巨大的理論比表面積(2630m2/g),使其可用來負載大量的各種分子，具有非常高的吸附容量，這使石墨烯在催化劑的負載方面及污水吸附凈化處理方面具有很大的應用潛力;石墨烯具有獨特的面吸附特性及π-π吸附特性，對含有芳香苯環的有機污染物具有很高的吸附速度和容量;石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌，當施加外部機械力時，碳原子面出現彎曲變形，避免了碳原子的重新排列來適應外力，展現出優良的穩定性[15];這種穩定的晶格結構使其具有優異的導電性，石墨烯的高電子遷移率[16](104S/cm)與導熱性[17](5000W/(m·K))使其在電化學催化劑與光催化劑方面有重要應用及優越的機械性能、制備過程簡單，價格便宜等特點，有助於在實際生活生產中推廣及應用[18].基於石墨烯優異的特性，發展石墨烯復合物等衍生物，對污染物具有很好的吸附富集能力，在吸附凈化上具有很好的應用前景[19].
2、石墨烯在吸附中的應用及發展
水污染是目前環境污染的一個重要方面，其污染物種類比較多(如有毒有害難降解的有機物、重金屬離子等)嚴重威脅著生態安全[20].尋找新型綠色環保材料治理水體的問題，以實現水體的凈化刻不容緩。新型石墨烯吸附劑的優勢在於擁較大的石墨層平面對含有苯環的芳香族化合物可以通過π-π作用進行高效的吸附，同時具有獨特的二維結構和孔徑分布等特點在處理水中重金屬離子的問題上，有很大的潛力，在處理水污染方面石墨烯應該會表現出優異的吸附性能，達到水體凈化的效果。
2.1石墨烯吸附劑
2.1.1吸附重金屬離子
近年來，重金屬對水體的污染比較嚴重，重金屬化學性質穩定，不易被微生物降解，能通過生物鏈富集等特點，無法在自然界通過微生物的方式自然降解[21].石墨烯擁有獨特的二維結構和孔徑分布，相當大的比表面積，表面的性質還可以通過修飾來進行調整，在吸附方面具有簡單易行、效率高、成本低廉等優點，因此在重金屬離子的吸附方面具有重要的研究價值和應用前景。
Huang等[22]研究了利用低溫真空熱處理法制備的石墨烯納米片對於水溶液中Pb2+的吸附能力好於普通方法制備的石墨烯，主要是由於該方法合成的石墨烯的Lewis鹼性得到明顯改善，加強了靜電吸引作用，促使Pb2+自動吸附到其表面上。實驗結果表明，吸附等溫線數據符合Langmuir模型，石墨烯對Pb2+的最大吸附量為35.46mg/g(最佳的實驗條件下，經700℃熱處理後的石墨烯).Leng等[23]考察了改良的Hummers的方法制備的石墨烯對銻有毒金屬離子的吸附性能，其最高吸附率達到99.5%,展現出良好的吸附性能。
Li等[24]通過電解四氟硼酸鈉水溶液的方法從石墨棒上剝落出大量的石墨烯，在水中及很多有機溶劑中有很好的分散性。制備的石墨烯對水污染物中的Pb2+和Cd2+有很好的吸附效果。實驗結果表明，在起始階段，吸附劑對重金屬離子Pb2+和Cd2+的吸附速度很快，快速的物理吸附後，吸附逐漸緩慢，40min基本達到吸附平衡，石墨烯對Pb2+的最大吸附量可達到621mg/g(pH值=5.5)對Cd2+的最大吸附量可達到134.4mg/g(pH值=6.2),產生此現象的原因可能是在吸附的初期，石墨烯吸附劑表面存在大量空的活性位點，促進對重金屬離子的吸附，隨著吸附實驗的進行，所吸附的金屬離子產生的排斥力和空間位阻，剩餘的空活性位點已接近飽和狀態，在吸附的後期，吸附速率逐漸減慢。研究發現，利用超聲方法能有效的增大石墨烯的分散性，促進了石墨烯對重金屬離子的吸附反應的進行。
『叄』 石墨烯加熱片怎麼測試，都要做什麼測試
首先必須是在惰性氣體中，然後高溫情況下，氧化石墨烯表面的含氧基團化學鍵在高溫下被破壞而斷裂,形成小分子水和二氧化碳逸出,同時大量逸出的小分子加大了氧化石墨烯片層之間的層間距。如果是直接加熱，那麼還原的石墨烯也會被氧化
『肆』 使石墨烯具備吸附能力是否需要改性
估計是因為兩個原因，第一，靜電作用，多巴胺上的氨基容易帶正電，發生經典吸引凝聚；第二，多巴胺作為生物粘合劑，容易自聚，那當然就會造成凝聚了。尤其是多巴胺自聚產生粘性的過程中，最關鍵的一步就是鄰二酚結構被氧化成醌，所以說石墨烯具有氧化性可能也是一個原因
氧化石墨烯具有優異的理化性能，其在很多領域都具有潛在的應用價值，其表面的大量含氧官能團為其吸附重金屬提供了活性位點。（粉體技術網）研究人員利用多層氧化石墨烯納米片作為吸附劑實現了對金屬鎘和鈷的高吸附，並探究了酸鹼度（PH），離子強度，腐殖酸（HA）及溫度對其吸附重金屬的影響。利用改進Hummer』s法制備出了微米級尺寸的少數層氧化石墨烯。如圖1,2所示，當PH＜6時，鈷的吸附隨著PH的增加緩慢增加；PH處於6-9之間時，鈷的吸附迅速增加；PH＞9時，保持很高的吸附量。鎘的吸附在PH＜9時一直迅速上升，當PH＞9時，可以達到98%的吸附量。圖中藍色的線為沉澱曲線，在圖中顯示的垂直線左側的PH環境下，重金屬的移除主要靠氧化石墨烯的吸附作用。
『伍』 石墨烯的吸附作用與活性炭相比有什麼不同
活性炭對氣體的吸附性具有特異性和競爭性的特點。
對同時含有多個組分的氣體而言，活性炭對不同氣體的吸附能力或者去除率是不一樣的。
以下均特指普通活性炭，而非經過改性過的活性炭。
對不同氣體分子，按照活性炭吸附的能力分類，極性和非極性的為兩類，或者可以看成是橫坐標軸的兩端。越靠近極性那端的，活性炭對其吸附能力越弱。例如氨氣，活性炭對其吸附能力就比較弱。反之，活性炭的吸附能力就很強，比如苯、甲苯等。
除了極性大小外，分子量的大小也是影響被吸附能力的重要因素。常溫下，大部分氣體的分子量不會超過1000的數量級。我們以此為限定范圍，極性因素相同的前提下，分子量越大的，越容易被吸附。對比甲烷和丁烷，活性炭對後者的吸附容量顯著高於前者。
氧氣、氮氣、二氧化炭均為典型的非極性分子，但是它們的分子量太小，活性炭對這些氣體的吸附容量非常有限。
甲醛、一氧化碳，活性炭的吸附能力基本上可以忽略不記。苯則是活性炭的盤中餐，吸附容量為10%的數量級。
『陸』 目前石墨烯應用
石墨烯的應用---石墨烯電池
在電池生產中石墨烯可直接作為正負極材料，或是作為導電添加劑添加到正負極材料中，還有是作為塗層提高電池功率特性。充電和續駛里程問題一直困擾著新能源汽車，這是因為鉛酸電池和傳統鋰電池的發展遭遇「瓶頸」，而石墨烯電池有望在此取得突破。在不久前舉行的上海車展上，有車企推出了一款石墨烯鈦酸鋰電池，可以實現10～15分鍾快速充電，可持續充放電超過4萬次，油電綜合續駛里程可達1000千米以上。
2. 石墨烯的應用---石墨烯集成電路
由於具備超高電子傳輸能力和良好的導熱能力，石墨烯被認為會取代現在廣泛使用的硅而成為下一代集成電路的根基。2010年，美國一個研究團隊製成了首塊基於石墨烯的晶體管，並將其整合進一塊完整的集成電路中。2016年，中國科學家研製出首隻低雜訊放大單片集成電路。
3. 石墨烯的應用---石墨烯觸摸屏
智能手機最關鍵的部件是有一塊既能導電又非常透明的觸摸屏，而石墨烯的良好的柔韌性、導電性和光學透明性完全能滿足這一需求，比目前的透明電極材料氧化銦錫（ITO）更完美。韓國研究人員已製造出由多層石墨烯和聚酯片基底組成的透明可彎曲的顯示屏，用這種方法還可製造基於石墨烯的太陽能電池、觸摸感測器、平板顯示器、有機發光二極體等。
4. 石墨烯的應用---石墨烯存儲器
英國、韓國的研究人員還在致力開發基於氧化石墨烯的可彎曲、透明的存儲系統。基於石墨烯的新型存儲材料成本低、功耗小、重量輕、體積小、存儲密度高，可以三維堆積。例如，英國開發的這款石墨烯二氧化鈦存儲只有50 納米長、8 納米厚，寫入和讀取速度僅需5 納秒。隨著基於石墨烯的觸屏、內存等電子器件不斷開發，未來可彎曲、全透明的智能手機將成為現實。
5. 石墨烯的應用---石墨烯超級材料
美國研究人員把柔軟的石墨變成了強勁的「鋼筋」，過程是把單層二維結構的石墨烯變成具有三維結構的石墨烯泡沫狀材料，再用機械性能較強和高導電性的碳納米管來強化該材料，從而製成「鋼筋石墨烯」。中國研究人員利用細小的管狀石墨烯構成一個擁有蜂窩狀結構的泡沫材料，它像氣球一樣輕卻像金屬一樣堅固，未來可以用其製造防彈衣、坦克裝甲等。
6. 石墨烯的應用---癌症早期診斷
中國科學家首次發現石墨烯有助於癌症早期診斷。在機體出現異常情況時，核酸分子生物標志物cmocroRNA在血清、尿液以及唾液中含量也會隨之改變，但一般檢測方法難以捕捉到，而藉助石墨烯的強吸附性，可使檢測的靈敏度大大提高。通過對捕捉到的cmocroRNA進行綜合性分析，即可得出機體是否出現癌變，以及是哪種癌症，對於各類癌症的早期診斷、治療具有重要意義。
7. 石墨烯的應用---石墨烯「人工喉」
人的喉嚨僅能發出聲音而無法感知聲音。如果能有一種材料可以同時感知聲音、發出聲音，並且具有柔性，用其製成「人工喉」，就能解決像霍金那樣的肌肉萎縮患者，甚至聾啞人的說話難題。最近，中國研究人員就利用多孔石墨烯材料研發出這種集成聲學器件，它通過熱聲效應發出聲音，通過壓阻效應接收聲音信號。
8. 石墨烯的應用---石墨烯燈泡
現在傳統的白熾燈泡已逐步被白光LED所取代，雖然LED照明功耗低、效果好，但價格高，且製作時需要稀土元素作為原材料。在英國，科學家研製出全新的石墨烯燈泡，擁有比LED燈泡更堅固的結構和更低廉的價格，可讓燈泡使用時間延長，進一步減少10%的能源消耗。
9. 石墨烯的應用---海水淡化濾膜
目前的海水淡化方法需要消耗大量能源，成本高，還會對環境產生負面影響。英國研究人員正在研究以相對廉價的石墨烯氧化物濾膜來進行海水淡化。這是一種可讓水分子通過而鹽離子濾出的選透性薄膜，不需要高溫和高壓，因而是一種低成本的海水淡化替代方案。
10. 石墨烯的應用---石墨烯除污海綿
科學家利用石墨烯「海綿體」超高的比表面積，對有毒有害物質進行吸附，吸附量可達自重的上百倍，吸附之後經過處理還可循環使用。中國科學家在普通海綿表面均勻地包裹上石墨烯塗層，利用其導電、疏水、親油特性，吸附海面上泄漏的浮油。
11.石墨烯的應用---防銹
由於石墨烯不會溶於水，因此可以混合聚合物用於防銹塗層。石墨烯不溶於水加上超高導電性，如果與鋼結合的話，就可以防止鋼接觸到水並緩解氧化鐵的電化學反應。之前就有一位化學家做了實驗，將噴了此塗層的鋼浸泡在鹽水中，一個月後鋼的表面沒有任何銹跡出現。設想下，如果噴在汽車上呢，是不是就不怕愛車生銹了！
12.石墨烯的應用---揚聲器
這種揚聲器的發聲原理是石墨烯通過傳輸電流產生的熱能發聲。如果將厚度不足一納米的一層石墨烯放於玻璃以及兩種塑料上（兩種不同類型），然後施加交流電，就能聽到聲音了。這種揚聲器不是通過隔膜振動，而是通過石墨烯運輸電流發聲，最大的優勢就在於薄以及柔韌性，可以做成任何形狀。
13.石墨烯的應用---超級電容
我們都知道電容是可以存儲電能的，比如相機的閃光燈就是依靠它提供能量。但是單位質量的電容所存儲的電能有限，這個時候就要用電池了。然後石墨烯電容可以存儲更多的能量，還可以有更多的充放電次數。完全可以不用電池提供能量了。
14.石墨烯的應用---清理放射性廢棄物
這個就是依靠石墨烯的超強吸附能力了。將石墨烯氧化物微粒與放射性物質相結合，然後聚集成團，這樣就非常便於後期的收集。以後核廢料的清除將變得更安全。
15.石墨烯的應用---柔性電子線路
電腦的運算速度提高50倍。現在的電腦晶元，最重要的材料是硅。而石墨烯比硅具有更好的導電性能，它可以用更少的電力，產生更小的熱量，甚至都可以淘汰掉冷卻風扇，而且速度還可以提高50倍。最近也有很多有關石墨烯代替硅的資訊，從當中我們不難預測，未來五年內很有可能第一批石墨烯處理器將誕生並投入市場。
16.石墨烯的應用---人工肌肉
把一層石墨烯固定在聚合物上，只要有電流通過，就會產生褶皺和伸展。這個用途也是從一個實驗開始想到的。在一個實驗石墨烯柔韌性的實驗上，科學家們把石墨烯固定在准備拉伸的橡膠薄片上，當拉力消失的時候，石墨烯還是穩穩的貼合在薄片上。從這個實驗可以想到，如果是把石墨烯貼合到聚合物上呢？只要給聚合物上有電流通過，就會發生伸縮現象了。這不正是我們人體肌肉的關鍵部分么！
17.石墨烯的應用---探測爆炸物
對於低濃度爆炸物，可用石墨烯泡沫來探測。這個原理主要是由於石墨烯泡沫能夠探測到低濃度的硝酸鹽和氨。只要把這個探測器做成電話卡一樣的大小就可以了。
18.石墨烯的應用---DNA測序
石墨烯泡沫過濾器主要是控制石墨烯空隙的大小。這種方法的優點和缺點很有意思，因為優點和缺點分別是成本低和成本高：現有技術是該新技術的三到五倍，然後用於石墨烯DNA測序的設備，價格高達十幾萬美元。
19.石墨烯的應用---夜視
專業的夜視設備，將有望更輕便，方便攜帶。如果是用石墨烯的底片，並且在此底片上添加硫化鉛晶體，結果就是夜視設備將更靈敏，更具有柔韌性。這樣的話，就可以製造出更薄更方便攜帶的夜視鏡咯！
『柒』 石墨烯材料有哪些方面的應用效果如何
1.單分子氣體偵測
石墨烯獨特的二維結構使它在感測器領域具有光明的應用前景。巨大的表面積使它對周圍的環境非常敏感。即使是一個氣體分子吸附或釋放都可以檢測到。這檢測目前可以分為直接檢測和間接檢測。通過穿透式電子顯微鏡可以直接觀測到單原子的吸附和釋放過程。通過測量霍爾效應方法可以間接檢測單原子的吸附和釋放過程。當一個氣體分子被吸附於石墨烯表面時，吸附位置會發生電阻的局域變化。當然，這種效應也會發生於別種物質，但石墨烯具有高電導率和低雜訊的優良品質，能夠偵測這微小的電阻變化。
2.光能飛行器
中國南開大學2015年6月中在《自然》期刊下屬的自然光學期刊發布了一則研究報告，[66]陳永勝教授其團隊發現一種特殊三維構型的石墨烯塊，在室溫且真空無阻力下被光線照射時居然會被推進移動，其效應是巨觀的而非微觀，半公分立方大小的實驗體被光線照射後前進了數公分距離，其原理還是謎，推測可能是該種構型石墨烯在受光後瞬間會產生大電子流，其非常適合用於太空領域的太陽帆，計算得知約50平方米的石墨烯帆能讓5公斤的酬載物在20分鍾加速到第一宇宙速度。
3.石墨烯納米帶
為了要賦予單層石墨烯某種電性（比如製造晶體管），會按照特定樣式切割石墨烯，形成石墨烯納米帶（Graphene nanoribbon）。切開的邊緣形狀可以分為鋸齒形和扶手椅形。採用緊束縛近似模型做出的計算，預測鋸齒形具有金屬鍵性質，又預測扶手椅形具有金屬鍵性質或半導體性質；到底是哪種性質，要依寬度而定。可是，近來根據密度泛函理論計算得到的結果，顯示出扶手椅形具有半導體性質，其能隙與納米帶帶寬成反比，實驗結果確實地展示出，隨著納米帶帶寬減小，能隙會增大。但是，直至2008年2月，尚沒有任何測量能隙的實驗試著辨識精確邊緣結構。
石墨烯納米帶的結構具有高電導率、高熱導率、低雜訊，這些優良品質促使石墨烯納米帶成為集成電路互連材料的另一種選擇，有可能替代銅金屬。有些研究者試著用石墨烯納米帶來製成量子點，他們在納米帶的某些特定位置改變寬度，形成量子禁閉（quantum confinement）。
石墨烯納米帶的低維結構具有非常重要的光電性能：粒子數反轉和寬頻光增益。這些優良品質促使石墨烯納米帶放在微腔或納米腔體中形成激光器和放大器。 根據2012年10月的一份研究表明有些研究者試著用石墨烯納米帶應用於光通信系統，發展石墨烯納米帶激光器。
4.集成電路
石墨烯具備作為優秀的集成電路電子器件的理想性質。石墨烯具有高的載子遷移率（carrier mobility），以及低雜訊，允許它被用作在場效應晶體管的通道。問題是單層的石墨烯製造困難，更難作出適當的基板。
根據2010年1月的一份報告中，對SiC外延生長石墨烯的數量和質量適合大規模生產的集成電路。在高溫下，在這些樣品中的量子霍爾效應可以被測量。另請參閱IBM在2010年的工作的晶體管一節中，速度快的晶體管'處理器'製造了2-英寸（51-毫米）的石墨烯薄片。
2011年6月，IBM的研究人員宣布，他們已經成功地創造了第一個石墨烯為基礎的集成電路-寬頻無線混頻器。電路處理頻率高達10 GHz，其性能在高達127℃的溫度下不受影響。
5.石墨烯晶體管
2005年，Geim研究組與Kim研究組發現，室溫下石墨烯具有10倍於商用矽片的高載流子遷移率（約10 am /V·s），並且受溫度和摻雜效應的影響很小，表現出室溫亞微米尺度的彈道傳輸特性（300 K下可達0.3 m），這是石墨烯作為納電子器件最突出的優勢，使電子工程領域極具吸引力的室溫彈道場效應管成為可能。較大的費米速度和低接觸電阻則有助於進一步減小器件開關時間，超高頻率的操作響應特性是石墨烯基電子器件的另一顯著優勢。在現代技術下，石墨烯納米線可以證明一般能夠取代硅作為半導體。
6.透明導電電極
石墨烯良好的電導性能和透光性能，使它在透明電導電極方面有非常好的應用前景。觸摸屏、液晶顯示、有機光伏電池、有機發光二極體等等，都需要良好的透明電導電極材料。特別是，石墨烯的機械強度和柔韌性都比常用材料氧化銦錫優良。由於氧化銦錫脆度較高，比較容易損毀。在溶液內的石墨烯薄膜可以沉積於大面積區域。
通過化學氣相沉積法，可以製成大面積、連續的、透明、高電導率的少層石墨烯薄膜，主要用於光伏器件的陽極，並得到高達1.71%能量轉換效率；與用氧化銦錫材料製成的元件相比，大約為其能量轉換效率的55.2%。
7.導熱材料/熱界面材料
2011年,美國喬治亞理工學院（Georgia Institute of Technology）學者首先報道了垂直排列官能化多層石墨烯三維立體結構在熱界面材料中的應用及其超高等效熱導率和超低界面熱阻。
場發射源及其真空電子器件
早在2002年，垂直於基底表面的石墨烯納米牆就被成功制備出來。它被看作是非常優良場致發射電子源材料。最近關於單片石墨烯的電場致電子發射效應也見諸報道。
8.超級電容器
由於石墨烯具有特高的表面面積對質量比例，石墨烯可以用於超級電容器的導電電極。科學家認為這種超級電容器的儲存能量密度會大於現有的電容器。
9.海水淡化
研究表明，石墨烯過濾器可能大幅度的勝過其他的海水淡化技術。
10.太陽能電池
南加州大學維特比工程學院的實驗室報告高度透明的石墨烯薄膜的化學氣相沉積法在2008年的大規模生產。在這個過程中，研究人員創建超薄的石墨烯片，方法是在甲烷氣體中的鎳板上，由首先沉積的碳原子形成石墨烯薄膜的形式。然後，他們在石墨烯層之上鋪一層熱塑性保護層，並且在酸浴中溶解掉下面的鎳。在最後的步驟中，他們把塑料保護的石墨烯附著到一個非常靈活的聚合物片材，它可以被納入一個有機太陽能電池（石墨烯光伏電池）。石墨烯/聚合物片材已被生產，大小范圍在150平方厘米，和可以用來生產靈活的有機太陽能電池。這可能最終有可能運行能覆蓋廣泛的地區的廉價太陽能電池，就像報紙印刷機的印刷報紙一樣（卷到卷, （roll-to-roll））。
2010年，Xinming Li和Hongwei Zhu等人首次將石墨烯與硅結合構建了一種新型的太陽能電池。在這種簡易的石墨烯/硅模型中，石墨烯不僅可以作為透明導電薄膜，還可以在與硅的界面處分離光生載流子。這種可以與傳統硅材料結合的結構，為推動基於石墨烯的光伏器件開辟了新的研究方向。
11.石墨烯生物器件
由於石墨烯的可修改化學功能、大接觸面積、原子尺寸厚度、分子閘極結構等等特色，應用於細菌偵測與診斷器件，石墨烯是個很優良的選擇。
科學家希望能夠發展出一種快速與便宜的快速電子DNA定序科技。它們認為石墨烯是一種具有這潛能的材料。基本而言，他們想要用石墨烯製成一個尺寸大約為DNA寬度的奈米洞，讓DNA分子游過這奈米洞。由於DNA的四個鹼基（A、C、G、T）會對於石墨烯的電導率有不同的影響，只要測量DNA分子通過時產生的微小電壓差異，就可以知道到底是哪一個鹼基正在游過奈米洞。這樣，就可以達成目的。
12.抗菌物質
中國科學院上海分院的科學家發現石墨烯氧化物對於抑制大腸桿菌的生長超級有效，而且不會傷害到人體細胞。假若石墨烯氧化物對其他細菌也具有抗菌性，則可能找到一系列新的應用，像自動除去氣味的鞋子，或保存食品新鮮的包裝。
13.石墨烯感光元件
一群來自新加坡專精於石墨烯材質研究的科學家們，現在研發出將石墨烯應用於相機感光元件的最新技術，可望徹底顛覆未來的數位感光元件技術發展。
新加坡南洋理工大學學者，研發出了一個以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件，可望透過其特殊結構，讓感光元件感光能力比起傳統CMOS或CCD要好上1,000倍，而且損耗的能源也僅需原本的1/10。這個感度幾乎提升到爆表的最新感光元件技術，根據資料，實際上還真的厲害到超出人眼可視的中紅外線范圍。與許多新的感光元件技術相同，這項技術初期將率先被應用在監視器與衛星影像領域之中。但研究也指出，此技術終將應用在一般的數碼相機 / 攝影機之上，假若真的進入消費領域以石墨烯打造的最新感光元件，還可能製造成本壓到現今的1/5低。
壓力山笑