グラフェンはそのユニークな特性から、材料科学、エネルギー貯蔵、生物医学、エレクトロニクスなど、さまざまな産業で幅広い用途が期待されている。その高い強度、導電性、表面積により、既存の材料の特性を向上させ、新たな技術の進歩を可能にする万能材料となっている。
材料科学
グラフェンを金属やプラスチックなどの素材に添加することで、重量を増やすことなく強度を大幅に向上させることができる。そのため、航空宇宙や建築など、材料の強度と軽量の両立が求められる産業では特に価値が高い。少量のグラフェンで材料を強化できることは、より耐久性が高く効率的な構造を生み出す可能性を開く。エネルギー貯蔵：
グラフェンの高い表面積／体積比と優れた導電性は、バッテリーやスーパーキャパシターでの使用に理想的である。グラフェンは他の素材よりも多くのエネルギーを貯蔵でき、充電速度も速いため、燃料電池技術やエネルギー貯蔵ソリューションに革命をもたらす可能性がある。グラフェンを六方晶窒化ホウ素や遷移金属ジカルコゲナイドなどの他の材料と統合することで、ナノエレクトロニクスやオプトエレクトロニクスへの応用がさらに広がる。
バイオ医薬：
バイオ医薬の分野では、バイオセンサー、イメージング技術、モニタリング装置、創傷被覆材など、さまざまな用途にグラフェンを利用することができる。また、グラフェンの特性は、特にがん患者に対する薬剤や治療法を強化することができる。バイオメディカル用途でのグラフェンの利用は、その生体適合性と分子レベルでの生体システムとの相互作用能力によって推進されている。
エレクトロニクス
