前面已經向大家介紹過石墨烯的基礎原理，今天就同大家介紹石墨烯的應用基礎研究：

傳感器

石墨烯可以做成化學傳感器，這個過程主要是通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，石墨烯制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

石墨烯可以用來制作晶體管，由于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，目前以硅為材料的晶體管在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，又使得由它制成的晶體管可以達到極高的工作頻率。

柔性顯示屏

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。柔性顯示未來市場廣闊，作為基礎材料的石墨烯前景也被看好。韓國研究人員首次制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厘米寬的柔性透明玻璃纖維聚酯板上，制造出了一塊電視機大小的純石墨烯。他們表示，這是迄今為止“塊頭”最大的石墨烯塊。隨后，他們用該石墨烯塊制造出了一塊柔性觸摸屏。研究人員表示，從理論上來講，人們可以卷起智能手機，然后像鉛筆一樣將其別在耳后。

新能源電池

新能源電池也是石墨烯很早商用的一大重要領域。美國麻省理工學院已成功研制出表面附有石墨烯納米涂層的柔性光伏電池板，可極大降低制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為石墨烯在新能源電池行業的應用鋪就了道路。

海水淡化

石墨烯過濾器比其他海水淡化技術要使用的多。水環境中的氧化石墨烯薄膜與水親密接觸后，可形成約0.9納米寬的通道，小于這一尺寸的離子或分子可以快速通過。通過機械手段進一步壓縮石墨烯薄膜中的毛細通道尺寸，控制孔徑大小，能高效過濾海水中的鹽份。

航空航天

由于高導電性、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。2014年，美國NASA開發出應用于航天領域的石墨烯傳感器，就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、航天器上的結構性缺陷等進行檢測。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。

感光元件

以石墨烯作為感光元件材質的新型感光元件，可望透過特殊結構，讓感光能力比現有CMOS或CCD提高上千倍，而且損耗的能源也僅需原本10%。可應用在監視器與衛星成像領域中，可以應用于照相機、智能手機等。

復合材料

石墨烯纖維應用的復合材料具有優異的力學、電氣、熱、抗輻射、抗菌等功能性能，在石墨烯纖維素功能性復合纖維及相應的紡織產品超導導熱服裝材料、抗菌醫用材料、生物醫用紡織品、阻燃材料等領域有著廣泛的應用。石墨烯和各種纖維組成的智能多功能石墨烯暖纖維，已成為一種具有國際先進水平的低溫遠紅外纖維，集抗菌、抑菌、防紫外線、防靜電等功能于一體，又被稱為“劃時代的革命纖維”；目前，石墨烯已應用在內衣、襪子等紡織品。

生物

石墨烯被用來加速人類骨髓間充質干細胞的成骨分化，同時也被用來制造碳化硅上外延石墨烯的生物傳感器。同時石墨烯可以作為一個神經接口電極，而不會改變或破壞性能，如信號強度或疤痕組織的形成。由于具有柔韌性、生物相容性和導電性等特性，石墨烯電極在體內比鎢或硅電極穩定。石墨烯氧化物對于抑制大腸桿菌的生長十分有效，而且不會傷害到人體細胞。

混凝土

石墨烯獨特的結構賦予其重要的物理特性，包括高效的電熱傳導和不尋常的強度。自羅馬人以來，混凝土就一直被用作建筑材料。科學研究表明，“超級材料”石墨烯讓這種最古老的建筑材料更堅固、更防水、更環保。為了制造出這種混凝土，英國埃克塞特大學的一個團隊設計了一種技術，將石墨烯片懸浮在水中，然后將水與傳統混凝土成分混合。據報道該工藝價格低廉，并且符合現代大規模生產要求。經測試，加入石墨烯的混凝土與普通混凝土相比，抗壓強度提高了146％，抗彎拉強度提高了79.5％，滲水率降低了近400％。這種新型混凝土可以直接在建筑工地上使用，使堅固耐用的建筑能夠使用較少的混凝土和減少溫室氣體排放。使用石墨烯意味著能夠將用于制造混凝土的材料的數量減少一半。

防腐涂料

石墨烯改性防腐涂料，由于納米級的石墨烯的片層結構層層疊加、交錯排列，在涂層中可形成“迷宮式”屏蔽結構，形成一道屏蔽阻隔。便能夠有效抑制腐蝕介質的浸潤、滲透和擴散，提高涂層的物理阻隔性。同時，還可延長腐蝕介質的滲透擴散路徑；從而提供涂層的抗滲透性和使用壽命。目前的傳統防腐涂料中，絕大多數底漆以鋅粉作為添加劑。然而，隨著腐蝕時間的加長，涂層中的鋅粉由于被氧化致使導電性下降，便有可能阻斷電子傳輸路徑，失去陰極保護的情況下，讓涂料失去防腐性能。將石墨烯添加進鋅粉底漆中，石墨烯的導電性能極佳，便會與鋅粉形成良好的導電網絡，即讓石墨烯來實現導電搭橋，從而實現低鋅條件下仍然具有防腐功能。

塑料

石墨烯是一種由碳原子單層緊密構成的二維晶體材料，是目前發現的最薄材料，其厚度約為0.335 nm，具有極大的理論比表面積、優異的透光性、高的拉伸彈性模量、極高的強度、極高的熱導率、優異的電導率等。將石墨烯用于塑料改性，作用為四大類，抗靜電、導熱、增強和氣體阻隔。