Το γραφένιο φαίνεται ότι θα γίνει μια από τις πιο επαναστατικές επιστημονικές ανακαλύψεις όλων των εποχών. Αυτό το απλό αλλοτρόπιο άνθρακα διαθέτει φυσικές ιδιότητες που μέχρι τώρα ήταν άγνωστες και σχεδόν αδιανόητες δυνατότητες όσον αφορά τον τεράστιο αριθμό των πιθανών εφαρμογών του. Είναι κυριολεκτικά ένα στρώμα ατόμων που μπορεί να κινηθεί γύρω, το οποίο είναι πιο άκαμπτο από ένα διαμάντι, εντελώς αδιαπέραστο και έχει πυκνότητα ηλεκτρικού ρεύματος εκατομμύριο φορές καλύτερη από αυτή του χαλκού. Προς το παρόν, ο τεράστιος αριθμός πιθανών χρήσεων του γραφενίου είναι βασικά ακριβώς αυτό – πιθανές χρήσεις. Η ανάπτυξη αυτού του υλικού είναι ακόμη στα σπάργανα, αλλά πιθανές εφαρμογές περιλαμβάνουν τεχνολογία οθόνης αφής, ηλεκτρονικά εξαρτήματα ημιαγωγών και αισθητήρες αερίων.
Με επιστημονικούς όρους, το γραφένιο είναι μια από τις πιο ανώμαλες ουσίες που έχουν ερευνηθεί ποτέ. Πρακτικά, είναι ένα απλό αλλοτρόπο άνθρακα, που σημαίνει ότι είναι μία από τις πολλές πιθανές μορφές άνθρακα, ενώ το διαμάντι είναι μια άλλη. Το γραφένιο είναι βασικά ένα ενιαίο ατομικό στρώμα μορίων άνθρακα που δεν είναι μόνο αρκετά άκαμπτο για να το συλλάβει, αλλά και ορατό με γυμνό μάτι. Είναι εντελώς αδιαπέραστο, διαθέτει εξαιρετική θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα και είναι ανθεκτικό σε ισχυρές προσβολές οξέων και αλκαλίων. Επιδεικνύει επίσης εξαιρετική αντοχή και ευελιξία και επίσης έχει καλές οπτικές ιδιότητες.
Όλες αυτές οι ιδιότητες καθιστούν το γραφένιο ένα από τα πιο συναρπαστικά και δυνητικά πλούσια υλικά όλων των εποχών. Η έρευνα και η ανάπτυξη για τις πιθανές χρήσεις του γραφενίου βρίσκονται ακόμα στο κάτω μέρος της υπόσχεται μια απότομη καμπύλη, αλλά η αρχική εργασία έχει επιστρέψει μερικά πολύ ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Μία από τις βιομηχανίες που πρόκειται να κερδίσει τα περισσότερα από τις πολλές πιθανές χρήσεις του γραφενίου είναι η ηλεκτρονική μηχανική. Εύκαμπτες οθόνες αφής, εξαρτήματα ημιαγωγών υψηλής απόδοσης και υπεραγωγοί θερμοκρασίας δωματίου είναι μερικές μόνο από τις πιθανές χρήσεις του γραφενίου σε αυτόν τον βιομηχανικό τομέα.
Η αδιαπέραστη φύση του γραφενίου και η μοριακή του αντίδραση στην επαφή με αέρια το καθιστούν επίσης ισχυρό υποψήφιο για χρήση σε εξοπλισμό ανίχνευσης αερίων. Επιπλέον, η αδρανής φύση του υπόσχεται πολλά για την ανάπτυξη επιστρώσεων ανθεκτικών σε οξέα και αλκάλια. Το γεγονός ότι είναι ένα υλικό που μπορεί να παράγει το λεπτότερο μεμονωμένο ατομικό πλέγμα και ότι έχει καλές οπτικές ιδιότητες σημαίνει επίσης ότι θα ήταν μια εξαιρετική μεμβράνη υποστήριξης για ηλεκτρονικά μικροσκόπια. Αν και η μεγάλης κλίμακας εμπορική εφαρμογή όλων αυτών των εφαρμογών είναι πιθανώς ακόμη χρόνια μακριά από το 2011, οι πιθανές χρήσεις του γραφενίου είναι πολύ σημαντικές για να μην έχουν δημιουργήσει ενδιαφέρον και ένα σημαντικό κύμα νέας έρευνας.