石墨烯超材料电磁散射特性研究
基于石墨烯吸波材料的研究进展
基于石墨烯吸波材料的研究进展石墨烯是一种具有单层碳原子组成的二维结构材料，具有独特的物理性质和广泛的应用前景。
石墨烯在电子学、光学、催化、传感等领域都有着重要的应用。
近年来，人们对石墨烯在吸波材料领域的研究越来越多，取得了一系列的研究进展。
石墨烯在吸波材料领域的应用主要基于它的优异的电磁波吸收性能。
由于其单层结构和高表面积，石墨烯可以吸收广泛的电磁波频段，包括微波、红外和可见光等。
此外，石墨烯还具有高导电性、热稳定性和机械强度等优点。
这些特性使得石墨烯成为一种有潜力的吸波材料。
石墨烯在吸波材料方面的研究主要集中在以下几个方面：首先是石墨烯的制备方法和结构调控。
石墨烯的制备方法有很多种，包括机械剥离、化学气相沉积和化学剥离等。
不同的制备方法会对石墨烯的结构和性能产生影响。
在吸波材料的应用中，石墨烯的结构对其吸波性能有很大的影响。
因此，研究人员通过结构调控来提高石墨烯的吸波性能。
例如，通过调控石墨烯的层数、缺陷和形状等参数，可以增强其吸波性能。
其次是石墨烯复合材料的设计和制备。
石墨烯可以与其他材料复合，形成复合吸波材料。
这些复合材料可以进一步提高石墨烯的吸波性能。
例如，将石墨烯与金属或其他纳米材料复合，可以实现宽频段和多频段的吸波性能。
石墨烯复合材料的制备方法有很多种，包括化学还原、溶胶-凝胶法和热还原等。
这些方法可以调控石墨烯与其他材料之间的相互作用，从而改变复合材料的吸波性能。
第三是石墨烯的吸波机理研究。
石墨烯的吸波性能与其导电性、介电性和磁性等有关。
石墨烯的吸波机理主要有电磁波的电导损耗、介电损耗和磁性损耗三部分构成。
石墨烯的电导损耗和介电损耗主要是由于其高导电性和高介电常数引起的，而石墨烯的磁性损耗主要是由于其磁性质引起的。
研究石墨烯的吸波机理，可以为进一步提高石墨烯的吸波性能提供理论基础。
最后是石墨烯在实际应用中的研究。
石墨烯的吸波材料在电磁波隐身、雷达探测以及太阳能电池等领域都有着广泛的应用。
基于石墨烯超材料的可调谐完美吸收器的研究
基于石墨烯超材料的可调谐完美吸收器的研究基于石墨烯超材料的可调谐完美吸收器的研究引言随着科学技术的不断发展，人类对于光的控制和利用也逐渐深入。
完美吸收器作为近年来兴起的研究热点之一，对于光的吸收和调控具有重要意义。
石墨烯超材料因其优异的光学性能成为控制光吸收的理想材料之一。
本文将介绍基于石墨烯超材料的可调谐完美吸收器的研究进展与应用前景。
1. 理论基础石墨烯是由碳原子构成的二维材料，其单层厚度和光学特性使其成为一个优秀的超材料候选者。
石墨烯的层间距离、带宽、载流子浓度等参数均可以通过外界调控，从而实现对于光吸收的调控。
采用石墨烯制备的超材料可以呈现出多种吸收特性，其中完美吸收是指在一定波长范围内吸收率达到100%。
石墨烯超材料的可调谐完美吸收器是通过调控石墨烯的物理参数，实现对吸收波长、强度和方向的精确控制。
2. 结构设计与制备方法为了实现可调谐完美吸收器，研究人员设计了一系列不同结构的石墨烯超材料。
这些结构包括周期性光栅、金属纳米颗粒阵列和石墨烯层叠结构等。
通过改变这些结构的尺寸、形状和间距，可以调控吸收光的波长。
制备石墨烯超材料的方法包括机械剥离法、化学气相沉积法和电化学沉积法等。
其中，化学气相沉积法可以在大面积上获得高质量的石墨烯超材料。
3. 特性与调控机制石墨烯超材料的特性与调控机制是可调谐完美吸收器的关键。
石墨烯的载流子浓度可以通过施加外电场或通过控制气体环境中的吸附分子浓度来改变，从而实现对吸收的调控。
此外，石墨烯的层间距离也可以通过机械拉伸或压缩来调节，对吸收波长有重要影响。
通过在石墨烯超材料中引入铁磁性材料，还可以实现磁场调控的完美吸收效果。
4. 应用前景可调谐完美吸收器在光通信、光电器件和光伏等领域具有广阔的应用前景。
在光通信方面，可调谐完美吸收器可以实现对不同波长光信号的选择性吸收和传输，从而实现多波长光信号的高效传输。
在光电器件方面，可调谐完美吸收器可以作为光探测器、太阳能电池等光电器件的关键部件，提高器件的效率和性能。
超材料的制备及其电磁特性研究
超材料的制备及其电磁特性研究超材料是一种由具有周期结构的人工制备的、表现出非常特殊的物理性质的复合材料。
超材料具有独特的电磁特性，与普通物质的电磁性质有很大的不同。
因此，研究超材料的制备及其电磁特性，对于开发新型电子器件和提高通信技术的性能都具有非常重要的意义。
本文将从超材料的制备和其电磁特性两方面进行介绍。
一、超材料的制备1.微纳加工技术微纳加工技术是制备超材料的一种重要方法。
这种技术可以制造出具有高精度和可控性的微结构，这些微结构可以形成超结构和超表面，表现出不同于传统材料的新颖性质。
常用的微纳加工技术包括光刻技术、电子束刻蚀技术和离子束刻蚀技术等。
其中，电子束刻蚀技术是制备超材料最成熟的方法之一。
该技术可以通过对光刻胶进行电荷注入和退火等步骤，控制光刻胶的形状和尺寸，从而制造出不同的微结构。
这些微结构可以直接在金属或其他材料上掩膜形成，从而构成超材料。
2.层状制备方法层状制备方法是制备超材料的另一种重要方法。
该方法通过分离出微米尺度的材料层，对这些层进行逐层堆垛，就可以制备出具有多层次结构的超材料。
这种方法可以通过各种材料的蒸发沉积或溅射沉积实现，其中，典型的制备超材料的层状制备方法包括分子束外延、原子层沉积，离子束溅射、热压成形等。
二、超材料的电磁特性1.负折射负折射是超材料的一个非常重要的电磁特性。
传统的自然物质具有正折射，而违反此规律的超材料具有负折射。
负折射的表现是光线通过材料时会被反转并弯曲。
超材料之所以可以表现出此种特性是因为其内部结构构建了一种独特的电磁环境，在这个环境中，光线遵循不同的物理法则，表现出负折射的规律。
2.散射超材料可以显著减小电磁波在其内部传播的速度，从而产生非常强的散射能力，这也是其另一个重要的电磁特性。
超材料可以通过构建特定的微结构，使得电磁波的能量在材料中反复反射和折射，从而增加电磁波与物质之间的相互作用。
这个过程形成的散射波可以向不同方向辐射出去，并被用于信号传输和探测。
石墨烯吸波材料
石墨烯吸波材料
石墨烯是一种由碳原子构成的单层薄片材料，具有极高的导电性和导热性，同时也具有优异的力学性能和化学稳定性。
近年来，石墨烯在各个领域都得到了广泛的应用，其中之一就是作为吸波材料。
吸波材料是一种能够吸收电磁波的材料，其主要应用于电磁波隐身、电磁波屏蔽、电磁波干扰抑制等领域。
传统的吸波材料主要是由金属粉末、碳黑、铁氧体等材料制成，但这些材料存在着密度大、重量重、成本高等问题。
而石墨烯作为一种新型的吸波材料，具有重量轻、成本低、吸波性能优异等优点，因此备受关注。
石墨烯的吸波性能主要来自于其独特的电磁性质。
石墨烯具有极高的电导率和电容率，能够有效地吸收电磁波。
同时，石墨烯的单层结构也使得其具有较强的表面效应，能够增强电磁波的吸收能力。
此外，石墨烯还具有宽频带吸波性能，能够在较宽的频率范围内吸收电磁波。
石墨烯吸波材料的研究主要集中在制备方法和吸波性能的优化上。
制备方法包括化学气相沉积、机械剥离、化学还原等多种方法，其中化学气相沉积是目前最常用的制备方法。
吸波性能的优化则主要通过控制石墨烯的厚度、形态、掺杂等手段来实现。
总的来说，石墨烯作为一种新型的吸波材料，具有广阔的应用前景。
未来，随着石墨烯制备技术的不断发展和吸波性能的不断优化，石
墨烯吸波材料将会在电磁波隐身、电磁波屏蔽、电磁波干扰抑制等领域发挥越来越重要的作用。
石墨烯 电磁场
石墨烯电磁场全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，具有许多出色的特性，如极高的导电性、热导性和机械强度等。
在过去的几年中，石墨烯已经引起了科学界和工业界的广泛关注，被认为是下一个材料革命的领导者。
其中一个重要的应用领域是电磁场，石墨烯在电磁场中的表现已经引起了广泛的研究兴趣。
石墨烯的高导电性使其成为优秀的电磁场传感器。
石墨烯的导电性比铜高约100倍，能够快速传导电子，并且可以监测微弱的电场信号。
石墨烯可以用于制造高灵敏的电磁场传感器，可以检测并测量各种不同频率范围内的电磁辐射。
这对于电磁辐射监测、通信系统和雷达系统等领域都具有重要的应用意义。
石墨烯在电磁波屏蔽方面也具有很大的潜力。
石墨烯具有非常强的吸波性能，可以有效地吸收电磁波，从而减少电磁辐射对人体的影响。
研究表明，使用石墨烯材料制造的屏蔽器可以显著提高屏蔽效果，比传统的金属材料具有更好的性能。
石墨烯在电磁波屏蔽材料的开发中具有巨大的潜力，可以为电子产品提供更好的保护。
石墨烯还可以被用于提高电磁场的传输效率。
石墨烯具有极好的导电性和热导性，可以有效地传导电磁场，减少传输损耗。
石墨烯纳米带可以作为电子器件的导线，可以用于提高器件的性能并减少能量损耗。
石墨烯可以制造超快速调制器和滤波器等电子器件，可以在电信信号传输和光纤通信等领域提供更高效率的传输解决方案。
石墨烯在电磁场中的应用具有广阔的前景和潜力。
随着石墨烯技术的不断发展和进步，我们可以预见到石墨烯在电磁场传感器、电磁波屏蔽材料和电子器件等领域将发挥越来越重要的作用。
将石墨烯与电磁场结合起来，必将推动电磁技术的发展，为人类社会带来更多的福祉。
【以上文章片段仅供参考】第二篇示例：石墨烯，一种取材于碳原子的二维晶格结构，自其发现以来就倍受科学界与工程领域的瞩目。
石墨烯的独特结构带来了许多惊人的性质，其中之一就是在电磁场中的表现。
石墨烯在电磁场中的应用潜力巨大，从新型电子器件到传感器等领域都有着广泛的应用前景。
多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面
多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面1. 引言1.1 研究背景石墨烯超表面是利用石墨烯的特殊电磁特性设计制备的一种具有多功能和可调谐性质的材料。
通过调控石墨烯的结构和电学性质，可以实现对太赫兹波的高效操控，为太赫兹波调控技术的发展带来了新的可能性。
研究多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面具有重要的理论和实际意义，对于推动太赫兹波技术的发展具有重要的推动作用。
【2000字】1.2 研究目的多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面的研究目的主要包括以下几个方面：通过深入研究石墨烯超表面的概念与特点，探讨其在太赫兹波调控领域的应用潜力。
通过设计和制备多功能可调谐的石墨烯超表面，实现对太赫兹波的精确控制和调节，为其在通信、传感、成像等领域的应用奠定基础。
研究目的还包括探究太赫兹波调控在新型材料研究、生物医学和安全检测等方面的性能优势，为未来的技术进步和应用拓展提供科学依据。
研究目的旨在深入探讨和利用多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面在各个领域的潜在应用，并为其未来发展方向提供重要参考。
1.3 研究意义太赫兹波是介于微波和红外之间的电磁波，在医学诊断、安全检查、通信传输等领域具有重要的应用潜力。
传统的太赫兹器件在频率调控性能和制备成本上存在诸多限制，影响了其在实际应用中的推广和应用。
多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面的研究，具有重要的理论和实践意义。
通过利用石墨烯超表面的特殊结构和性质，实现对太赫兹波的高效调控和调频，不仅可以提高太赫兹器件的性能指标，还可以降低制备成本，从而推动太赫兹技术的进一步发展和应用。
研究多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面，不仅有助于拓展太赫兹波调控技术的应用领域，还有望促进太赫兹技术在生物医学、通信、安防等领域的广泛应用，为社会和经济发展带来积极的影响。
探索多功能可调谐太赫兹石墨烯超表面的研究意义重大，对于推动太赫兹技术的创新发展具有重要的意义。
2. 正文2.1 石墨烯超表面的概念与特点石墨烯超表面是一种具有特殊微结构的纳米材料，能够有效地控制电磁波的传播和反射。
石墨烯气凝胶吸波材料
石墨烯气凝胶吸波材料石墨烯气凝胶是一种新型的吸波材料，具有广泛的应用前景。
本文将从石墨烯气凝胶的制备、结构特点和吸波性能等方面进行介绍，并探讨其在电磁波吸波领域的应用前景。
石墨烯气凝胶是由石墨烯纳米片层通过化学还原和凝胶化等方法制备而成的一种多孔结构材料。
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体材料，具有优异的导电性、热导性和力学性能等特点。
通过对石墨烯进行化学修饰和纳米材料的加入，可以调控石墨烯气凝胶的孔隙结构和物理化学性质，从而实现对特定波段电磁波的吸收。
石墨烯气凝胶的结构特点是其具有高比表面积和多孔结构。
石墨烯纳米片层之间存在大量的孔隙，使得石墨烯气凝胶具有很高的比表面积。
这种特殊的结构使得石墨烯气凝胶能够有效地吸收和散射电磁波，从而实现对电磁波的吸波效果。
石墨烯气凝胶的吸波性能主要取决于其结构特点和成分组成。
石墨烯气凝胶中的石墨烯纳米片层能够有效地吸收电磁波，并将其转化为热能。
同时，石墨烯气凝胶中的纳米材料能够增强电磁波的吸收效果。
因此，通过调控石墨烯气凝胶的成分比例和结构特点，可以实现对特定波段电磁波的高效吸收。
石墨烯气凝胶在电磁波吸波领域具有广泛的应用前景。
首先，石墨烯气凝胶可以应用于电磁波屏蔽材料的制备。
石墨烯气凝胶具有高比表面积和多孔结构，能够有效地吸收电磁波，并将其转化为热能。
因此，将石墨烯气凝胶应用于电磁波屏蔽材料的制备，可以实现对电磁波的有效屏蔽，保护电子设备的安全。
石墨烯气凝胶还可以应用于雷达吸波材料的制备。
雷达吸波材料是一种能够吸收雷达波并将其转化为热能的材料。
石墨烯气凝胶具有优异的导电性和热导性，能够有效地吸收雷达波，并将其转化为热能。
因此，将石墨烯气凝胶应用于雷达吸波材料的制备，可以提高雷达系统的性能和隐身能力。
石墨烯气凝胶还可以应用于无线通信领域。
随着无线通信技术的发展，电磁波对人体健康的影响越来越受到关注。
石墨烯气凝胶具有高效的电磁波吸收能力，可以有效地减少无线通信设备对人体的辐射。
太赫兹石墨烯
太赫兹石墨烯以太赫兹石墨烯是指利用石墨烯材料在以太赫兹波段进行传输和探测的技术。
以太赫兹波段指的是电磁波的频率范围位于300 GHz至10 THz之间。
这一频段的电磁波具有较高的穿透力和较低的能量，因此在许多领域有着广泛的应用前景。
石墨烯是由碳原子通过化学键连接形成的单层蜂窝结构的二维材料。
它具有出色的导电性、热导性和力学性能，被认为是一种具有巨大潜力的材料。
然而，石墨烯在可见光和微波波段的吸收较强，对于以太赫兹波段的应用来说并不理想。
为了克服石墨烯在以太赫兹波段的吸收问题，研究人员提出了一种新的方法，即以太赫兹石墨烯。
以太赫兹石墨烯是通过对石墨烯进行结构调控或与其他材料复合，使其在以太赫兹波段具有优异的传输和探测性能。
以太赫兹石墨烯的研究和应用涉及到多个领域。
在通信领域，以太赫兹石墨烯可以用于高速无线通信和数据传输。
由于以太赫兹波段的特点，以太赫兹通信可以实现高带宽和低能耗的通信方式，因此被认为是未来无线通信的重要技术之一。
以太赫兹石墨烯的应用可以提高信号传输的效率和稳定性，进一步推动以太赫兹通信技术的发展。
在安全领域，以太赫兹石墨烯可以应用于隐蔽武器探测和安全检查。
以太赫兹波段的电磁波可以穿透很多物质，例如纸张、塑料、纺织品等，但对于金属和液体有较强的反射或吸收能力。
利用以太赫兹石墨烯的传输和探测性能，可以实现对隐藏在物体内部的武器或禁止物品的快速检测，提高安全检查的效率和精度。
在医疗领域，以太赫兹石墨烯可以用于生物医学成像和治疗。
以太赫兹波段的电磁波可以穿透生物组织，对于人体无害，因此可以用于检测和诊断疾病。
以太赫兹石墨烯的应用可以提高成像的分辨率和灵敏度，帮助医生更准确地判断病情和制定治疗方案。
除了以上应用领域，以太赫兹石墨烯还可以应用于材料科学、能源领域等。
例如，在材料科学中，以太赫兹石墨烯可以用于材料的表征和性能研究，帮助研究人员了解材料的结构和性质。
在能源领域，以太赫兹石墨烯可以用于太阳能电池的研究和开发，提高太阳能电池的转换效率和稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
石墨烯超材料电磁散射特性研究摘要2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
自从2004年被发现以来，石墨烯的应用掀起了世界各国科学家的研究热潮。
超材料最初被称为左手材料（LHM）或负折射材料（NIM），是由前苏联理论物理学家Veselago在1968年最先提出的，此后，随着研究的逐渐深入，众多突破性成果不断涌现，这种新型复合材料的人工实现，极大地丰富了微波、电路、光学、材料学等领域的材料选择，其表现出的新颖电磁响应特性立刻成为国际物理学界和电磁学界研究的热点。
本文的工作涉及一下几个方面内容：（1）石墨烯以及超材料的发展历史及研究现状。
（2）石墨烯的建模方法，利用其电导率的可调性实现石墨烯模型的不同幅度特性及相位特性。
（3）对石墨烯单元模型进行有规律的排列，形成阵列，通过不同的排列方式来操控电磁波散射波瓣呈现出不同的形状特性及方向特性。
本文所建立的模型具有广泛的应用前景，比如相控阵天线技术、电磁隐身技术、电磁吸收技术等。
关键词：石墨烯；超材料；散射波瓣AbstractPhysicist Andre Geim and Konstantin Novoselov from University of Manchester successfully separated graphene from graphite,and confirmed it can exist alone,the experiment was praised as a groundbreaking one for two-dimensional graphene materials，thus Andre and Konstantin shared the 2010 Nobel Prize for physics. Since graphene was found in 2004, its application has attracted amount of attention around the world.M etamaterials was originally called left-handed materials (LHM) or negative refraction material (NIM), first proposed by the former Soviet Union theoretical physicist Veselago in 1968. since then, with the gradual in-depth study, many breakthrough emerged constantly. The artificial realization of this kind of new composite materials has greatly enriched the microwave,circuit, optical,materials and other fields.Its novel electromagnetic response immediately become an international hot topics in the study of physics and the electromagnetic field.In this paper, our work involves several aspects:(1) Develop_history and research staus of graphene and metamaterials.(2) Introduce modeling methods of the graphene,the adjustable characteristics of graphene electrical conductivity give us the possibility to realize different amplitude and phase of unit model.(3) Form different arrays through regular arrangement of graphene unit model and gain electromagnetic scattering lobe with different shape and direction characteristics.The established model in this paper has wide application prospects, such as the phased array antenna technique, the electromagnetic stealth technique and electromagnetic-absorbe technique, etc.Key words: graphene;metameterial;scattering lobe目录第1章绪论 (1)1.1石墨烯的发展历史及研究现状 (1)1.2超材料的发展历史及研究现状 (3)1.3 CST软件简介 (4)1.4论文的主要内容和安排 (6)第2章石墨烯阵列单元模型的建立 (8)2.1石墨烯电磁建模的方法 (8)2.2石墨烯的电导率 (8)2.3石墨烯模型阵列单元模型 (9)2.4本章小结 (11)第3章散射波瓣形状控制阵列模型的建立 (12)3.1石墨烯阵列单元的选取 (12)3.2阵列模型的建立 (12)3.3仿真结果分析 (13)3.4本章小结 (14)第4章散射波瓣方向控制阵列模型的建立 (15)4.1石墨烯阵列单元的选取 (15)4.2阵列模型的建立 (16)4.3仿真结果分析 (16)4.4本章小结 (17)第5章模型的改进 (18)5.1单元模型结构的修改 (18)5.2阵列仿真方法优化 (20)5.3本章小结 (21)结束语 (22)附录1：石墨烯表面阻抗MATLAB程序 (23)附录2：公式3.1的证明 (25)附录3：石墨烯超表面散射场MATLAB程序 (26)第1章绪论1.1石墨烯的发展历史及研究现状石墨烯，英文名称为graphene，graphene是由graphite（石墨）和-ene（有机二烯烃）组成。
[2]2004年，曼彻斯特大学物理学家康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）及安德烈·海姆（Andre Geim）在试验中成功的分离出石墨烯，石墨烯就此诞生。
在此之前，它一直被认为无法单独稳定地存在，仅仅是一种理想的模型。
[8]这两位科学家的卓越贡献使得他们获得了2010年的诺贝尔物理学奖。
[6]如图1.1及图1.2分别为石墨烯原子结构图及实物图。
图1.1石墨烯原子结构图[2]图1.2石墨烯实物图[6]石墨烯是世界上性能最好的纳米材料，自然条件下，入射到其上的光只有大约2,3%的部分会被吸收掉，所以几乎是全透明的。
[3]石墨烯的导热性能也高于传统材料，如金刚石、碳纳米管，石墨烯的导热系数高达5300 W/（m·K），室温下其电子迁移率超过150002cm/（V·s），而高于碳纳米管或硅晶体，仅电阻率又低于铜或银，只有约610 Ω·cm，为世界最低电阻率的材料。
[15]因为它的低电阻率，电子运行速度快，因此预期其可用于开发更薄，导电更快的新一代电子元件。
由于石墨烯本质上是一种透明的良导体，它也适用于生产透明触摸屏/光板甚至太阳能电池。
[6]石墨烯结构与石墨碳原子的单原子层相同，是sp2杂化的混成。
[12]轨道是蜂窝网格（honeycomb crystal lattice）结构，是单层的二维晶体。
石墨烯可认为是由碳原子和它的共价键形成的网孔，被认为是平面的多环芳香族烃原子晶体。
[13]石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon——carbon bond）仅为1.42Aring。
[7]碳原子之间的内部连接是很柔韧的，当外力被施加在石墨烯的时候，碳原子面内弯曲变形会使得碳原子无需重排以适应外力故能维持一个稳定的结构。
[9]这种稳定的晶格结构使石墨烯具有非常优异的导热性。
此外，石墨烯的电子移动轨道，不会因为引进外来原子和晶格缺陷而导致散射的发生。
由于原子在室温之下有非常强的作用力，即使碳原子的各处发生碰撞，石墨烯的内部电子破坏是非常小的。
[14]自从2004年被发现以来，由于其稳定的热性能、机械性能以及特殊的电性能，石墨烯的应用掀起了世界各国科学家的研究热潮。
以下是在应用各种领域石墨烯的应用。
[8]超级计算机——科学家已经发现并研究了石墨烯出色的导电性能，因此它十分适合用于高频电路领域，高频电路在现代工业中具有举足轻重的地位。
某些电子器件，比如手机，现在设计者正试图往信号中添加越来越多的信息，这要求使用更高的频率。
频率的提高会导致更高的热量，因此频率范围会受到限制。
[8]然而石墨烯的诞生，高频提升似乎具有了无限光明的发展前景。
这使得石墨烯在微电子领域也具有巨大的发展潜力，未来甚至考虑用其替代硅用于生产超级计算机。
涂料——济南墨希和西班牙研究中心共同研制出世界上第一种石墨烯矿物涂料，是格芬（Geffen）石墨烯矿物涂料，因为它的天然成分没有扎实有力的骨架结构，格芬涂料中加入石墨烯纳米纤维，使得涂料中形成纳米网状架构，因此油漆附着力更强，具有超耐久性，耐擦洗性，防裂纹; 同时有效抵制了损坏砂浆的大气侵蚀因素的影响。
在极端条件之下，仍然可以发挥其优异的性能，它不会开裂。
石墨烯作为优良的热导体，能够散射99％的红外线及85％紫外线，可以达到节能，保温的功效。
光子传感器——石墨烯制成的传感器具有很大的市场需求。
光子传感器的作用是检测光纤中携带的信息，目前这种传感器主要是由硅来制作，但是石墨烯的出现使得材料的变革指日可待。
2013年，IBM的一个小组展示了他们研究出来的石墨烯材料探测器，这为液晶显示屏打下了坚实的基础，石墨烯进军显示屏领域也就指日可待了。
此外，极低的吸光率使得石墨烯在制造透光性面板时具有很强的优势。
石墨烯电池——电池储电量的问题是让厂家放弃生产电动车的主要原因，业内需要提高电池的效力和持续时间，以减少充电时间。
[11]这个让人头疼的问题可以马上得到解决。
西班牙Graphenano公司（工业规模生产石墨烯的一家公司）与科尔多瓦大学（University of Cordoba）合作开发了第一个聚合材料石墨烯电池。