凭借自身良好的光、电、热、力等性能，石墨烯具有诸多超乎想象的功能。例如，在塑料里掺入1%的石墨烯，就能使塑料具备良好的导电性；加入1‰的石墨烯，能使塑料的抗热性能提高30℃。在理论上，石墨烯作为储能材料、复合材料、结构材料、功能材料在能源、电子信息、生物医药、环境保护等领域拥有广阔的应用前景。利用电子迁移率高、耗能低、散热性强与体积小等特点，石墨烯目前最有潜力的应用是替代硅成为下一代的芯片材料，生产出运行速度远超现在数百倍的超级计算机，并为方兴未艾的无人驾驶技术提供强大的运算力支持。用石墨烯制成的电池能让手机充电5秒就实现电池满格，并可连续使用达半个月，能让新能源电动汽车充电10分钟行驶1000公里（超过传统汽车的续航水平）。
石墨烯制成的柔性触摸屏能让手机、Pad等电子设备随意弯曲。石墨烯良好的生物相容性，让其可以用于药物载体和制作人造骨骼。比起微米级的细菌，纳米级的石墨烯要比其小1000倍，这使石墨烯能如利刃般直接把细菌杀死，故而利用石墨烯制成的新型抗菌药能替代抗生素，以解决抗生素滥用问题。利用石墨烯的吸附、“零渗透”性能，可以用其治理水污染、大气污染、土壤污染与谈化海水。优异的机械性能可以让石墨烯取代铝、钢成为制造各种设备、器件的新型材料，制造出超薄超轻型的飞机汽车、超轻超坚韧的防弹衣、高强度橡胶、塑料等产品。用石墨烯制造的射频器件可以实现超高速、超低噪声、超低功率的射频电路，对通信、电子战、雷达及其他国防系统将产生重大影响。
放眼未来，如果石墨烯的性能被彻底发挥出来，那么大数据、物联网、云计算、智能设备等各项前沿领域将会取得重大突破，不仅将会实现“万物互联”，人们习以为常的生产生活方式也会被彻底颠覆。单单是畅想未来，你可以穿着由石墨烯制成的超薄超轻的衣物，坐在依靠石墨烯电池驱动的新能源汽车里，还能够用石墨烯手机实时操控家里、办公室里的各种设备，就足以让人血脉扩张！
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