隨著大規模生產和大規模問題的逐步突破，石墨烯的工業化應用步伐正在加快。根據現有的研究成果，先實現商業應用的領域可能是移動設備、航空航天和新能源電池。

  石墨烯對物理學的基礎研究具有特殊意義，它使得一些只能在理論上證明的量子效應可以通過實驗來驗證。在二維石墨烯中，電子的質量似乎不存在。這種特性使石墨烯成為一種罕見的凝聚態物質，可以用來研究相對論量子力學——因為無質量粒子必須以光速運動，所以它們必須用相對論量子力學來描述，這為理論物理學家提供了一個新的研究方向：一些需要在巨型粒子加速器中進行的實驗可以在小型實驗室中用石墨烯進行。

  零能隙半導體主要是單層石墨烯，這將嚴重影響氣體分子在其表面的作用。石墨烯的氫化和氧化結果表明，單層石墨烯的表面活性比體石墨的表面活性高，表明石墨烯的電子結構可以調節其表面活性。此外氣體分子吸附的誘導作用可以改變石墨烯的電子結構，不僅可以改變載流子濃度，還可以摻雜不同的石墨烯。

  1.傳感器

  石墨烯可以制成化學傳感器。這一過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的。根據一些學者的研究，石墨烯化學檢測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比較。石墨烯獨特的二維結構使其對周圍環境非常敏感。石墨烯是一種理想的電化學生物傳感器材料。石墨烯制成的傳感器在檢測藥物中的葡萄糖方面具有良好的靈敏度。

  2.晶體管

  石墨烯可以用來制造晶體管，由于石墨烯結構的高度穩定性，這種晶體管仍然可以在接近單個原子的尺度上穩定工作。相比之下，硅制成的晶體管將在約10納米的尺度上失去穩定性；由于石墨烯中的電子對外場反應非?？?，石墨烯制成的晶體管可以達到非常高的工作頻率。

  在消費電子展上，柔性屏幕引起了廣泛關注，成為未來移動設備顯示的發展趨勢。柔性顯示器具有廣闊的市場前景，石墨烯作為基礎材料具有廣闊的應用前景。

  3.新能源電池

  新能源電池也是石墨烯很早的重要商業領域之一，麻省理工學院已經成功地開發出表面有石墨烯納米涂層的柔性光伏板，這可以大大降低制造透明和可變形太陽能電池的成本。這種電池可用于小型數字設備，如夜視鏡和照相機。此外，石墨烯超級電池的成功研發也解決了新能源汽車電池容量不足、充電時間長的問題，大大加快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平了道路。