从热电性质上来说，在石墨烯的“二维世界”里，电子运动具有很奇特的性质，即电子的质量仿佛是不存在的，其传导速度可达光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。加上石墨烯结构在常温下的高度完美性，使得电子的传输及对外场的反应都超级迅速，这使得石墨烯具有超常的导电性和导热性。而且更重要的是，石墨烯还可以用来制作晶体管，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的线度上依然能稳定地工作。很多人相信，石墨烯将会成为硅的接班人，引领技术领域一个新的微缩时代的来临。
石墨烯除了具有超高的强度和韧性外，还有不透水、不透气以及抵御强酸、强碱的能力，这使它有可能成为制作保护膜的理想材料。而石墨烯既能导电又高度透明的特点，则使它有可能在制作液晶显示屏、触摸显示屏、太阳能电池板等领域大显身手。
延伸阅读
应用几乎有无限可能
由于石墨烯材料本身的神奇性质，使它的应用几乎具有无限可能，下面我们来介绍几种人们最多谈到的具体思路。
几万公里的太空电梯缆线
石墨烯堪称人类已知的强度最高的物质，它不仅可以开发制造出纸片般薄的超轻型飞机材料、可以制造出超坚韧的防弹衣，甚至还为“太空电梯”缆线的制造打开了一扇大门。
这种早在1895年就由火箭理论的先驱者、俄国科学家齐奥尔科夫斯基提出过的迷人设想，一直面临着一个致命问题，就是如何制造出一根从地面连向太空卫星、长达几万公里并且足够强韧的缆线，来承载“太空电梯”的上下往复。美国科学家表示，石墨烯的出现，完全有能力承担这一艰巨任务。
一秒钟内下载一部高清电影
2011年6月，一篇有关石墨烯应用的研究论文在英国《自然》杂志上发表。美国华裔科学家使用纳米材料石墨烯研制出了一款调制器，科学家表示，这个只有头发丝四百分之一细的光学调制器具备的高速信号传输能力，一秒钟内下载一部高清电影指日可待。这项研究的突破点就在于，用石墨烯这种世界上最薄却最坚硬的纳米材料，做成一个高速、对热不敏感，宽带、廉价和小尺寸的调制器，从而解决了业界长期未能解决的问题。
据称，每个石墨烯调制器的传输速度比铜导线快约千倍。如果把10个石墨烯调制器放在一起，传输速度可以达到百万兆，上网速度将比现在快1万倍。
一分钟给手机、汽车充电
美国研究人员近日公布了他们研制的一种新型电池，这种电池能在一分钟内给手机，甚至是汽车充满电。这种名叫微型石墨烯超级电容器的装置的充电或者是放电速度比常规电池快100倍到1000倍。研究人员利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新型储能设备，可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。该研究发表在近期出版的《纳米快报》上。
研究人员表示，对于超级电容器来说，它再“快”也不过是数量上的升级，“小”才是其最大价值。一直以来，电子产品的微型化、小型化，常常会遭遇储能系统方面的阻碍。过大的电池体积，拖累了整个产品的灵活小巧。而新型超级电容器不但拥有较小的体积，且可以轻易整合到其他配件当中。