神奇材料-石墨烯
石墨烯抗静电原理
石墨烯抗静电原理宝子们，今天咱们来唠唠石墨烯抗静电这个超酷的事儿。
咱先得知道静电是个啥讨厌鬼。
你有没有这样的经历呀，冬天的时候脱个毛衣，噼里啪啦的，头发都跟着炸起来了，像个小刺猬似的。
这静电呀，就是物体表面电荷不平衡搞出来的鬼。
比如说，不同的材料摩擦呀，电子就会跑来跑去的，有些地方电子多了，就带负电，有些地方电子少了，就带正电，这一正一负就产生静电啦。
那石墨烯呢，这可是个神奇的小玩意儿。
石墨烯就像一个超级英雄来拯救我们于静电的困扰之中。
石墨烯是由碳原子组成的，它的结构可特别啦。
它就像一张超级薄的网，只有一个原子那么厚呢，想象一下，这得多薄呀，简直薄到没朋友。
石墨烯抗静电的一个重要原理就是它的导电性。
宝子们，这导电性就像是给那些多余的电荷修了好多好多条高速公路。
那些因为摩擦或者其他原因产生的电荷，在石墨烯的地盘上可不能乱晃悠。
它们呀，就顺着石墨烯的导电通道，快速地跑来跑去，然后就互相中和啦。
就好比一群调皮的小蚂蚁，本来在一个地方乱成一团，现在有了好多条路可以走，很快就分散开，不挤在一起捣乱了。
而且哦，石墨烯的这种导电性特别厉害，比好多其他材料都要好得多。
它能让电荷跑得飞快，不会让电荷在一个地方堆积起来。
要是电荷堆积起来了，那就会产生静电现象啦。
就像水一样，如果水流得顺畅，就不会在一个地方积水成灾，石墨烯就是让电荷顺畅流动的好帮手。
再说说石墨烯和其他物质接触的时候。
当石墨烯和容易产生静电的材料放在一起的时候，它就像一个贴心的小保镖。
比如说，在一些电子设备里，有好多小零件，这些小零件很容易因为摩擦或者感应产生静电，这静电要是大了，可能会把这些小零件给弄坏呢。
但是有了石墨烯在旁边，它就会把那些可能产生的静电悄悄地带走，就像小保镖把危险给化解掉一样。
还有哦，石墨烯的这种抗静电能力还和它的化学稳定性有关呢。
它不会轻易地和其他物质发生化学反应，然后改变自己的性质。
这样它就能一直稳稳地发挥自己抗静电的本事啦。
就像一个意志坚定的小卫士，不管周围环境怎么变，自己的任务坚决不忘记。
生物材料——石墨烯)
• 其他应用：石墨烯还可以应用于晶体管、 触摸屏、基因测序等领域，石墨烯可以用 来做绷带,食品包装甚至抗菌T恤；用石墨烯 做的光电化学电池可以取代基于金属的有 机发光二极管,因石墨烯还可以取代灯具的 传统金属石墨电极,使之更易于回收。这种 物质不仅可以用来开发制造出纸片般薄的 超轻型飞机材料、制造出超坚韧的防弹衣 ，甚至能让科学家梦寐以求的2.3万英里长 太空电梯成为现实。
• 氧化还原方法：氧化还原法由于其稳定性 而被广泛采用，产量高。但氧化过程会导 致大量的结构缺陷，这些缺陷导致的电子 结构变化使石墨烯由导体转为半导体，严 重影响石墨烯的电学性能，制约了它的应 用。
• 3.石墨层间化合物法：石墨插层化合物途径 制得的石墨烯结构缺陷少，质量高，但是 有机溶剂和表面活性剂难以完全除去，影 响石墨烯的电学性能，而且部分有机溶剂 价格昂贵。
组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有 一个碳原子厚度的二维材料。 • 世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几 乎是完全透明的，透明度高于高于碳纳米 管和金刚石。
• 石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构 成的材料。铅笔里用的石墨就相当于无数 层石墨烯叠在一起，而碳纳米管就是石墨 烯卷成了筒状。
• 适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至 太阳能电池。
• 光子传感器：因为石墨烯是透明的，用它 制造的电板比其他材料具有更优良的透光 性。
• 基因电子测序：由于导电的石墨烯的厚度 小于DNA链中相邻碱基之间的距离以及 DNA四种碱基之间存在电子指纹，因此， 石墨烯有望实现直接的，快速的，低成本 的基因电子测序技术。
• 减少噪音：通过在二层石墨烯之间生成的 强电子结合，从而控制噪音。噪声。
• 机械特性：石墨烯是人类已知强度最高的 物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好 的钢铁还要高上100倍。
石墨烯发现的故事
石墨烯发现的故事
摘要：
一、石墨烯的发现背景
二、石墨烯的特性与应用
三、石墨烯发现的意义和前景
正文：
石墨烯是一种只有一个原子层厚的二维材料，具有令人惊叹的物理特性。
它的强度、导电性和透明度等都超越了其他材料。
这个神奇的材料的发现，开启了一个全新的科技时代。
石墨烯的发现源于对石墨的研究。
石墨是一种常见的碳的同素异形体，具有良好的导电性和热稳定性。
科学家们一直对石墨的导电机制感兴趣，希望找到一种能够解释这种现象的理论。
2004年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地在实验中分离出单层石墨，并证实了石墨烯的存在。
这一发现为他们赢得了2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯的特性使其在众多领域具有广泛的应用前景。
首先，石墨烯是一种优秀的导电材料，可用于制造更高效的电子器件。
其高强度和柔韧性使其成为的理想材料，可用于制造柔性显示屏、太阳能电池板等。
此外，石墨烯的超高热导率使其在散热领域具有巨大的潜力。
石墨烯的发现对我国科技发展具有重要意义。
我国政府高度重视石墨烯产业的发展，将其列为战略性新兴产业。
目前，我国在石墨烯研究和应用方面取得了世界领先的成果。
例如，我国科学家成功研发出石墨烯电池，其充电速度
远超传统电池。
此外，石墨烯在医疗、能源、环保等领域也取得了显著的应用。
总之，石墨烯的发现开启了二维材料研究的新篇章。
它所带来的创新技术和应用前景无法估量。
石墨烯概述
石墨烯概述整体来看啊，石墨烯是一种超级有趣而且很神奇的材料。
大致分这几个部分来讲。
首先呢，从它的发现说起。
石墨烯是从石墨中发现的，其实石墨大家都熟悉，就是铅笔芯的主要成分。
科学家们在研究中不断探索，某一天就发现了石墨烯这个独特的物质。
核心内容是它的结构。
石墨烯它是一种由碳原子组成的二维材料，就像一张超级薄的网。
这些碳原子排列成六角形的晶格结构，我一开始理解这个结构的时候就想，就像蜂巢一样的，每个小单元都是六边形的。
这种结构是它具有很多独特性质的基础。
主要包括这些特性。
它有超强的导电性，就是电子在石墨烯里面跑得特别快，可以类比成运动员在没有什么阻碍的赛道上飞奔。
这对于电子产业来说那可是非常大的优势，比如说可以用在制作高速晶体管之类的。
还有啊，它的机械性能很好，超级坚固却又很柔韧。
咱们可以想象成那种又薄又结实的丝绸，可拉扯又不容易断。
我就想到要是把石墨烯做成材料用来做一些需要坚固又柔韧的产品，像一些特殊的防护装备会不会很棒？对了还有个方面，它的导热性也很强。
就像导热的特快列车一样，能迅速让热量传递开来。
这在散热方面就很有用，比如说某些电脑芯片散热问题一直是个大麻烦，如果用上石墨烯，那散热效率会大大提高。
它的应用前景那可实在是广阔。
在能源领域，它可能会帮助提高电池的性能，让充电速度更快，续航更久。
在航空航天领域，它轻便又结实的特性也可能会被用来制造飞机等的部件。
不过呢，石墨烯的大规模制备目前还是比较棘手的，成本也比较高，这也是目前面临的挑战。
在逐渐推广使用的过程中，还需要科学家们不断研究改进制备方法，从而让石墨烯能真正进入到我们的日常生活中发挥巨大的作用。
而且关于它的一些新的特性和应用领域，我觉得随着研究的深入也肯定会不断出现新的惊喜。
石墨烯远红外材料
石墨烯远红外材料
石墨烯是由由碳原子形成的单层二维蜂窝状结构，具有优异的导电性、热导性、机械性能和透明度等特点。
这些特性使得石墨烯成为一种非常有潜力的材料，可以应用于多个领域，包括光电子学、纳米技术、能源存储等。
在远红外波段，石墨烯材料表现出许多独特的特性。
首先，石墨烯材料在远红外波段有很高的透明度，能够有效地传递和控制远红外光。
这一特性使得石墨烯材料在光学元件中的应用具有巨大潜力，例如在红外传感器、红外光学器件、太阳能电池等领域。
其次，石墨烯材料在远红外波段还具有优异的光学性能。
石墨烯可以吸收远红外光，并且能够对光能进行高效的转换。
这一特性使得石墨烯材料在远红外激光器、红外光源等领域具有广阔的应用前景。
另外，石墨烯材料在远红外波段的热导性能也非常突出。
石墨烯具有高热导率的特点，可以有效地传导和散热远红外波段的热能。
这一特性使得石墨烯材料在热管理、红外传感器等领域具有广泛的应用潜力。
此外，石墨烯的阻隔性能也使其在远红外材料中表现出色。
石墨烯的单层结构可以有效地阻隔气体和液体的渗透，使其成为一种理想的远红外隔热材料。
这一特性使得石墨烯材料在建筑材料、隔热服装等领域有着广泛的应用前景。
神奇的材料
神奇的材料神奇的材料在现代科技的进步与发展之中，我们常常会惊叹于各种新材料的诞生与应用。
不同于传统的材料，新材料拥有着许多神奇的属性与特点，使得它们被广泛应用于各种领域。
首先，我们不得不提到石墨烯——一种由碳原子构成的二维材料。
石墨烯的发现让科学家们眼前一亮，因为它具有许多令人难以置信的特性。
首先，石墨烯的导电性极佳，甚至超越了传统金属。
其次，石墨烯的强度非常高，远超过钢铁，而且同时具有柔韧性。
此外，石墨烯还具有优异的热导性和光学特性。
基于这些特性，科学家们预测石墨烯将会在电子学、工程、生物医学等领域有着广泛的应用，极有可能改变我们的生活方式。
另一个令人惊叹的材料是超导体。
超导体是指在低温下电阻为零的材料。
科学家们早在20世纪初就发现了超导现象，但当时的超导体只能在极低的温度下才能发挥作用。
然而，随着研究的不断深入，一些高温超导体被发现，远离绝对零度的温度也能够实现超导现象。
高温超导体的发现引起了广大科学家的浓厚兴趣，也为实现能量的高效传输提供了可能。
除了石墨烯和超导体，还有一个有趣的材料是形状记忆合金。
形状记忆合金是一种可以记忆并自动恢复其形状的金属合金。
例如，当形状记忆合金被弯曲或变形时，只需要通过加热或电流作用，它就能够恢复到原来的形状。
这种特性使得形状记忆合金被广泛应用于各种领域，如医学、航天、机械等。
例如，在医学领域，形状记忆合金可以用于制作支架，帮助修复骨折或血管狭窄等。
此外，还有一些材料虽然不太知名，但同样具有神奇的特性。
比如，金属有机框架（MOF）是由金属离子和有机配体构成的多孔材料。
由于其结构特殊，MOF可以具有超大的比表面积，并且可以根据不同的分子尺寸进行选择性吸附。
这使得MOF在气体存储、分离、催化等领域有着广泛的应用潜力。
总的来说，神奇的材料不仅代表着科技的进步，更展示了人类对于自然世界的深入探究与理解。
这些材料的发现与应用使得科学与技术不断进步，为我们带来了更便捷、更高效的生活方式。
石墨烯简介
石墨烯的化学性质
类似石墨表面，石墨烯可以吸附和脱 附各种原子和分子。从表面化学的角度来 看，石墨烯的性质类似于石墨，可利用石 墨来推测石墨烯的性质。石墨烯化学可能 有许多潜在的应用，然而要石墨烯的化学 性质得到广泛关注，有一个不得不克服的 障碍：缺乏适用于传统化学方法的样品。 如果这一点未得到解决，研究石墨烯化学 将面临重重困难。
展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨 烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控 屏幕、光板、甚至是太阳能电池。
石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢 铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出 现有望在现代电子科技领域引发一轮革命 。在石墨烯中，电子能够极为高效地迁移 ，而传统的半导体和导体，例如硅和铜远 没有导体用热的形式释 放了一些能量，2013年一般的电脑芯片以 这种方式浪费了72%-81%的电能，石墨烯 则不同，它的电子能量不会被损耗，这使 它具有了非比寻常的优良特性。
制备方法
微机械剥离法
化学气相沉积法
氧化还原法
溶剂剥离法
溶剂热法 其它方法
应用领域
纳电子器件方面
代替硅生产超级计算机
太阳能电池
光子传感器
基因电子测序
隧穿势垒材料
其它应用
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单 层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂 化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有 一个碳原子厚度的二维材料。
石墨烯的一些物理性质
性质 数值
导热系数 电子迁移率
5300 W/m· K 超过15000
cm²/V· s
因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发 电阻率 约10-6 Ω·cm
石墨烯的莫氏硬度
石墨烯的莫氏硬度
嘿，朋友们！今天咱来聊聊石墨烯的莫氏硬度。
石墨烯，这玩意儿可神奇了！你说它薄薄的一层，就像纸一样，但可别小瞧了它。
那它的莫氏硬度到底咋样呢？
咱先来说说硬度这个概念啊。
就好比石头和棉花，石头硬邦邦的，棉花软绵绵的，这差别一下子就出来了吧。
那石墨烯呢，它的莫氏硬度可不低哟！你想想看，要是它软得不行，那还能有那么多厉害的用途吗？
你知道金刚石吧，那可是出了名的硬。
石墨烯虽然比不上金刚石那么坚不可摧，但也绝不是好欺负的主儿。
它就像是一个小小的勇士，在材料的世界里有着自己独特的地位。
比如说，要是石墨烯的莫氏硬度很低，那用它做出来的东西岂不是轻轻一碰就坏了？那还怎么指望它在各种高科技领域大显身手呢？它能被广泛应用，这莫氏硬度肯定是够格的呀！
你再想想，如果石墨烯像面团一样软，那能用来做电池电极吗？能用来做高强度的复合材料吗？肯定不行呀！所以说，它的莫氏硬度是它能够发挥重要作用的关键之一呢。
咱平常生活中也有很多关于硬度的例子呀。
像铁锅，硬邦邦的可以用来炒菜；而气球呢，一戳就破，这就是硬度的差别。
那石墨烯的莫氏硬度就决定了它在不同领域的表现。
你说要是石墨烯软得跟面条似的，那它怎么能在那些要求高性能的地方立足呢？它能在未来的科技发展中占据一席之地，这莫氏硬度肯定有它的过人之处。
总之，石墨烯的莫氏硬度可不是闹着玩的，它是让石墨烯变得厉害的重要因素之一。
它虽然不是最硬的，但也绝对不弱。
这就好像一个人，不一定是最强壮的，但有自己的本事和特点，就能在社会上闯出一片天。
所以啊，可别小看了石墨烯的莫氏硬度，它可是有着大能量的呢！。
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“神奇材料”石墨烯（一）：进入实用化竞争阶段，应用例不断出现2011/01/26 00:00 打印E-mail2010年的诺贝尔物理学奖由成功分离石墨烯的研究人员获得。
石墨烯具备很多超越单层石墨的特殊性质。
旨在应用石墨烯的研发机会也在全球范围内急剧增加。
石墨烯或将成为可实现高速晶体管、高灵敏度传感器、激光器、触摸面板、蓄电池及高效太阳能电池等多种新一代器件的核心材料。
（照片：（a）LBNL，（b）富士通，（c）产综研，（d，e）曼彻斯特大学）“神仙创造的材料”。
日本企业的一名技术人员如此形容单层石墨碳材料“石墨烯”。
这是因为石墨烯在很多方面具备超越现有材料的特性（图1）。
石墨烯的出现，有望从构造材料到用于电子器件的功能性材料等广泛领域引发材料革命。
图1：“神奇材料”石墨烯的特点石墨烯所具备的“最强性质”（a），以及其他材料所不具备的“独特性质”（b）。
能够承载汽车的吊床单层石墨烯的厚度非常薄，只有一个碳原子厚，约为0.34nm。
但强度却与金刚石相当，非常坚硬。
瑞典皇家科学院（Royal Swedish Academy of Sciences）在发表2010年物理学奖时曾这样比喻其强度，“利用单层石墨烯制作的吊床可以承载一只4kg的兔子”。
还有估算显示，如果重叠石墨烯薄片，使其厚度与食品保鲜膜相同的话，便可承载2吨重的汽车。
石墨烯用作电子器件材料会带来更大效果。
单层石墨烯中的电子与空穴（Hole）载流子迁移率有望在室温下最大达到硅（Si）的100倍即20万cm2/Vs。
这一数值远远超过以往被认为载流子迁移率最大为7.7万cm2/Vs的锑化铟（InSb）。
而石墨烯室温下的电阻值却只有铜（Cu）的2/3。
人们还发现，石墨烯可耐受1亿～2亿A/cm2的电流密度，这是铜耐受量的100倍左右。
载流子迁移速度很快，可达到光的1/300。
传热率与金刚石相当，再加上其薄片形状，所以石墨烯作为划时代的散热材料备受期待。
有望实现超高速FET及激光器许多研究机构及厂商已开始以具备多项穿透特性的单层石墨烯为对象，研发新一代器件的实用化（图2）。
主要开发对象之一是利用石墨烯的高载流子迁移率及高迁移速度制作的THz频率的晶体管。
理论上估计其工作频率可达到10THz。
图2：应用领域从原子尺寸扩大到宇宙石墨烯的用途分为特殊尺寸用途，电子器件用途及构造体用途。
部分用途与CNT重叠。
美国IBM与韩国三星尖端技术研究所（SAIT）分别在2010年12月举行的半导体制造技术相关国际会议“2010 IEEE International ElectronDevices Meeting（IEDM 2010）”上发布了通道层使用石墨烯的高速动作型RF电路用FET（电场效应晶体管）。
IBM的石墨烯FET 的最大截止频率高达240GHz。
另外，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）已于2010年9月发布截止频率达到300GHz的石墨烯FET。
要超越截止频率达到600GHz以上的化合物半导体HEMT（高电子迁移率晶体管），两公司发布的石墨烯FET的性能还无法充分满足要求。
不过，IBM的石墨烯FET的截止频率提高得很快，2008年12月只有26GHz，2009年6月达到50GHz，2010年2月提高至100GHz，此次则达到了240GHz。
在不久的将来，石墨烯FET的性能很可能会达到甚至超过HEMT 的同等水平。
石墨烯还能用来制造激光元件。
日本东北大学电气通信研究所教授尾辻泰一的研究小组，目前正以利用石墨烯开发超高输出功率的超短脉冲激光元件为目标推进相关研究。
据该大学介绍，其关注点是，石墨烯采用电子与正孔对称的能带构造，而且具备容易实现较大载流子密度的性质。
优先推进微细化不过，目前已实用化的绝大部分石墨烯FET为放大器及高灵敏度气体传感器元件等RF电路用FET。
逻辑电路用FET尚未面世。
这是因为单层石墨烯没有带隙（Band Gap）。
没有带隙的话，就无法充分实现逻辑电路必须的晶体管“关断（Switch Off）”功能。
但最近解决这一问题的线索开始浮出水面。
日本物质材料研究机构国际纳米结构研究基地主任研究员塚越一仁，为了将石墨烯FET 用作逻辑电路，目前正在研究打开带隙的条件。
塚越表示，“如果硅也能进一步微细化，那么通道层最终会实现单个原子的厚度。
尽管还不清楚是什么原子，但原子薄片——石墨烯的研究成果届时会成为重要的参考依据”。
触摸面板试制品不断面世除了高速高灵敏度器件之外，透明导电膜也是最接近实用化的的应用例。
设想作为目前普遍使用的ITO的替代材料，用于触摸面板、柔性液晶面板、太阳能电池及有机EL照明等。
试制品也接二连三地面世。
透明导电膜这一用途备受期待的原因在于，石墨烯具备较高的载流子迁移率且厚度较薄。
一般来说，高透明性与高导电性是互为相反的性质。
从这一点来看，ITO正好处在透明性与导电性微妙的此消彼长（Trade-off）关系的边缘线上（图3）。
这也是超越ITO的替代材料迟迟没有出现的原因。
图3：既能透过光线也能通过电流对理想的石墨烯与现有透明电极材料及导电材料进行了比较。
石墨烯在面方向上具有充分的载流子密度和迁移率，法线方向上仅为单原子厚度，因此可透光。
石墨烯在理论上有望避开这种此消彼长的关系成为理想的透明导电膜。
其原因是，由于载流子迁移率非常高，即使载流子密度较低，导电性也不容易下降。
而载流子密度较低的话，会比较容易穿过更大波长范围的光。
相当于单个原子的超薄厚度同样有助于提高透明性。
不仅是可见光，石墨烯还可透过大部分红外线，这一性质目前已为人所知。
因此，对于还希望利用红外线来发电的太阳能电池而言，石墨烯有望成为划时代的透明导电膜。
与不适于弯曲的ITO相比，还具备柔性较高的优势。
不过，透明导电膜目前还存在很多问题。
由于制作大面积石墨烯时会混入很多杂质及缺陷，因此大多数试制品的导电性及透明性都未达到ITO的水平（图4）。
即便如此，石墨烯仍有望用来制作触摸面板。
（未完待续，记者：野澤哲生）图4：已有多个透明导电膜试制例（a）为产综研以石墨烯为透明导电膜制作的触摸面板。
（b）为使用CNT的例子。
（c）表示试制例的性能及用途。
（a）由产综研提供。
■日文原文：実用化競争に入ったグラフェン、「神の材料」の応用例が続々（二）：或将引发布线革命是否会引发布线革命石墨烯还具备其他比较对象所缺乏的多项独特性质。
以单层石墨烯为例，其电子等载流子的有效质量*为零，而且可在室温下显示出量子霍尔效应*。
还会发生电阻值固定不会随距离变化的“无散射传输”*现象。
*有效质量：指连接运动量与能量的方程式2阶微分时的系数。
有效质量为零时，载流子就会像“光”一样快速运动。
同时有利于提高施加电压时的响应速度。
而相对于磁场的“回旋（Cyclotron)重量”则不会为零。
*量子霍尔效应：对电子二维分布的层（二维电子系统）施加强磁场时，电子轨道及能量水平所取的值不相关（量子化）的现象。
一般只能在极低温度环境下观测到这种现象。
常被用作半导体品质较高的证据。
*无散射传输：又称弹道传输（ballistic transport）。
会在材料中的载流子平均自由行程长度大于材料的尺寸，而且载流子处于相干状态时发生。
会失去材料本身的电阻，只会因用来施加电压的电极能带构造而产生电阻（量子化电阻）。
与超电导极为不同的是，不会发生阻断外部磁场的现象（迈斯纳效应）。
如果无散射传输特性能够实用化，石墨烯就有望超越可通过大电流的单纯特性而成为革命性的布线材料，包括IBM、美国英特尔及富士通在内的多家半导体厂商及研究机构目前都在推进这方面的研究。
这是因为电阻值一般会随着布线长度成比例增加，而无散射传输布线则是布线越长，单位长度的电阻值越低。
这有助于解决LSI总体布线中存在的一大课题——传输延迟问题。
另外，无散射传输特性还对杂质非常敏感，因此有助于实现能够判定有无单分子的超高灵敏度传感器。
其实普通半导体等也会发生无散射传输现象。
但绝大多数以数K的极低温度为必要条件，而且发生这一现象的长度非常短，仅为数nm～数百nm。
而石墨烯则有望在室温下实现长达数mm～数cm的无散射传输注1）。
注1）目前已确认石墨烯可在极低温环境下实现数mm的无散射传输。
室温下只能传输200nm 以上。
进行石墨烯理论研究的物质材料研究机构国际纳米结构研究基地的独立研究员若林克法指出，石墨烯发生的名为“克莱因穿隧（Klein Tunneling）”*的通道效应有望使这种材料比其他材料更易发生无散射传输现象。
尽管产生克莱因穿隧效应时，因施加电压等原因材料中会存在能量上的障碍，但载流子可在全然不会反射及衰减的情况下越过能量障碍（图5）注2）。
*克莱因穿隧（Klein Tunneling）：遵循Dirac方程式运动的电子在某种条件下越过能障的现象。
1929年由奧斯卡·克莱因（Oskar Klein）发现。
又称为克莱因佯谬（Klein Paradox）。
注2）之所以会发生这种现象，是因为石墨烯的波值与能量的色散关系为有效质量实时等于零，而且价电子带与传输带相接的“Dirac点”具有“贝利相位”自由度为π的值。
图5：能否实现“梦想的无散射传输”石墨烯会发生即使有势垒也不会散射，载流子可完全通过的“克莱因穿隧”现象（a）。
这是因为n型与p型载流子在移动时具有名为“贝利相位”的自由度（b）。
加上容易发生量子力学现象的性质，石墨烯有望在室温下实现无散射传输（c）。
最近人们还发现了石墨烯的另一种独特性质。
那就是不施加磁场，只需使石墨烯扭曲变形，就能像施加了极强磁场一样使石墨烯的电特性发生变化。
因此石墨烯还有望用作高灵敏度应变感传器元件。
大幅提高蓄电池的输出功率密度石墨烯还有很多虽未查明原理却被认为很有前景的应用例。
比如用作锂离子充电电池的电极材料。
美国V orbeck Materials公司、美国能源部下属的研究所——西北太平洋国家实验室（PNNL）以及美国普林斯顿大学教授IlhanAksay的研究小组2010年7月宣布，通过向锂离子充电电池的电极中添加少量石墨烯，不仅可保持原来的能量密度，还可大幅提高输出功率密度注3）。
“有望在几分钟内完成此前需要数小时的手机充电。
估计还能用于电动汽车充电”（V orbeck Materials）。
注3）对此有很多表示怀疑的研究人员。
这是因为以前CNT也相继出现了相同的报告，不过均被判断为Ti等杂质的效果，目前公认CNT不具备催化剂的效果。
住友电木还尝试将石墨烯用作锂离子充电电池的负极材料（图6）。
石墨烯是通过烧结基于该公司主力产品——苯酚的树脂制作而成的。
据住友介绍，虽然目前能量密度还比不上石墨，但却在低温下的放电特性及反复充放电耐性方面显示出了超越石墨的出色特性。
图6：有望提高蓄电池的特性住友电木正利用石墨烯开发的锂离子充电电池的负极构造（a）以及该电池的特性（b）。