石墨烯被认为是硅的绝佳替代品，因为它拥有目前已知最出色的导电性能，特别适合高频电路。随着手机等电子设备对频率要求越来越高，散热成为瓶颈，而石墨烯的出现让高频提升变得无限可能，这也让它在微电子领域，包括未来超级计算机的生产中拥有巨大潜力。
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除了高科技领域，石墨烯在日常生活和医疗上也有奇效。中国科研人员发现细菌在石墨烯上无法生长，但人类细胞不受损，因此它可用于制作绷带、食品包装甚至抗菌T恤。它还能取代灯具的金属电极，使回收更便捷，甚至能用于制造超轻型飞机材料和防弹衣。
基因电子测序也是石墨烯的一大应用场景，因为其厚度小于DNA碱基间距，且不同碱基有电子指纹，这有望实现快速、低成本的直接基因测序。此外，IBM通过重叠两层石墨烯试制出新型晶体管，发现能大幅降低纳米元件特有的1/f噪声，这打破了之前的预期。
呼市的朋友在找家用石墨烯电暖，其实石墨烯在科技界的应用非常广泛，比如在纳电子器件领域，2005年Geim和Kim的研究组就发现它在室温下具有极高的载流子迁移率，这让它成为制造室温弹道场效应管的理想材料，这种特性对于提升电子设备的性能至关重要。
在光子传感器方面，石墨烯正逐渐取代硅的角色，用于检测光纤中的信息。IBM研究小组已经研制出石墨烯光电探测器，未来我们可能会看到基于石墨烯的太阳能电池和液晶显示屏。由于石墨烯透明且透光性优良，用它制造的电极性能远超其他材料。