石墨烯的主要应用

跟着批量化生产以及大尺寸等难题的逐渐打破，石墨烯的产业化运用脚步正在加快，根据已有的研讨成果，最先实现商业化运用的范畴可能会是移动设备、航空航天、新能源电池范畴。 

基础研讨
石墨烯对物理学基础研讨有着特别意义，它使得一些此前只能在理论上进行证明的量子效应能够经过试验经行验证。在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种稀有的可用于研讨相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描绘，这为理论物理学家们供给了一个崭新的研讨方向：一些本来需要在巨型粒子加快器中进行的试验，现在能够在小型试验室内用石墨烯进行。

石墨烯还具有所谓的量子霍尔效应。零能隙的半导体首要是单层石墨烯，这种电子结构会严重影响到气体分子在其外表上的效果。单层石墨烯较体相石墨外表反响活性增强的功能是由石墨烯的氢化反响和氧化反响结果显示出来的，说明石墨烯的电子结构能够调变其外表的活性。别的，石墨烯的电子结构能够经过气体分子吸附的诱导而发作相应的改动，其不但对载流子的浓度进行改动，一起能够掺杂不同的石墨烯。传感器石墨烯能够做成化学传感器，这个过程首要是经过石墨烯的表红外光束激起等离子体石墨烯传感器示意图面吸附功能来完结的，依据部分学者的研讨可知，石墨烯化学探测器的灵敏度能够与单分子检测的极限相比拟。 石墨烯共同的二维结构使它对周围的环境非常敏感。 石墨烯是电化学生物传感器的抱负资料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有杰出的灵敏性。

晶体管
石墨烯能够用来制作晶体管，因为石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在挨近单个原子的尺度上仍然能稳定地作业。相比之下，现在以硅为资料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性；石墨烯中电子对外场的反响速度超快这一特色，又使得由它制成的晶体管能够到达极高的作业频率。例如IBM公司在2010年2月就已宣告将石墨烯晶体管的作业频率进步到了100GHz，超越同等尺度的硅晶体管。
 
柔性显示屏
消费电子展上可曲折屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发柔性显示屏展趋势。柔性显示未来商场宽广，作为基础资料的石墨烯远景也被看好。韩国研讨人员初次制作出了又多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性通明显示屏。韩国三星公司和成均馆大学的研讨人员在一个63厘米宽的柔性通明玻璃纤维聚酯板上，制作出了一块电视机巨细的纯石墨烯。他们表明，这是迄今为止“块头”最大的石墨烯块。随后，他们用该石墨烯块制作出了一块柔性触摸屏。研讨人员表明，从理论上来讲，人们能够卷起智能手机，然后像铅笔相同将其别在而后。

新能源电池
新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要范畴。美国麻省理工学院已石墨烯基超级电容器结构与不同电压下的石墨烯理论能量密度成功研制出外表附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制作通明可变形太阳能电池的本钱，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中运用。别的，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源轿车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加快了新能源电池产业的开展。这一系列的研讨成果为石墨烯在新能源电池行业的运用铺就了路途。石墨烯过滤器比其他海水淡化技术要运用的多。水环境中的氧化石墨烯薄膜与水密切接触后，可形成约0.9纳米宽的通道，小于这一尺寸的离子或分子能够快速经过。经过机械手法进一步压缩石墨烯薄膜中的毛细通道尺寸，控制孔径巨细，能高效过滤海水中的盐分。储氢资料石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比外表积等长处，使之成为储氢资料的最佳候选者。
航空航天因为高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工范畴的运用优势也是极为突出的。2014年，美国NASA开宣布运用于航天范畴的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机资料等潜在运用上也将发挥更重要的效果。

感光元件 
以石墨烯作为感光元件材质的新型感光元件，可望透过特别结构，让感光能力比现有CMOS或CCD进步上千倍，而且损耗的能源也仅需本来10%。可运用在监视器与卫星成像范畴中，能够运用于照相机、智能手机等。复合资料根据石墨烯的复合资料是石墨烯运用范畴中的重要研讨方向复合资料， 其在能量贮存、液晶器件、电子器件、生物资料、传感资料和催化剂载体等范畴展示出了优良功能， 具有宽广的运用远景。现在石墨烯复合资料的研讨首要会集在石墨烯聚合物复合资料和石墨烯基无机纳米复合资料上，而跟着对石墨烯研讨的深入， 石墨烯增强体在块体金属基复合资料中的运用也越来越受到人们的重视。 石墨烯制成的多功能聚合物复合资料、高强度多孔陶瓷资料，增强了复合资料的许多特别功能

生物
石墨烯被用来加快人类骨髓间充质干细胞的成骨分解 ，一起也被用来制作碳化硅上外延石墨烯的生物传感器。一起石墨烯能够作为一个神经
接口电极，而不会改动或破坏功能，如信号强度或疤痕安排的形成。因为具有柔韧性、生物相容性和导电性等特性，石墨烯电极在体内比钨或硅电极稳定得多。石墨烯氧化物对于按捺大肠杆菌的生长十分有用，而且不会伤害到人体细胞。