A grafén használata a kutatás-fejlesztés és a kutatás kezdeti szakaszában tart. A jövőben a grafénelektronikát tekintik a grafén fő alkalmazásának. A sávköz hiánya lehetővé teszi számunkra, hogy a grafént ideális anyagnak tekintsük az infravörös fény és a terahertz-sugárzás kimutatására.
2011-ben egy cikk [1] jelent meg a Science folyóiratban , ahol egy kétdimenziós metaanyag diagramját javasolták grafén alapú (az optikában és az elektronikában lehet kereslet).
2013-ban a Fizikai Problémák Intézetében fedezték fel a Box Graphene Nanostructure -t (CGNS) [2] , amely párhuzamos, üreges nanocsatornák többrétegű rendszere, négyszög keresztmetszetű a felület mentén. A nanocsatornák falának/felületének vastagsága körülbelül 1 nm. A nanocsatornák keresztirányú méretei körülbelül 25 nm. A nanocsatornák hossza több száz nanométer. A KGNS felhasználható ultraérzékeny szenzorok , nagy teljesítményű katalitikus cellák, manipulációs nanocsatornák – DNS szekvenálás , nagy teljesítményű hőeltávolító felületek, jobb teljesítményű akkumulátorok , nanomechanikus rezonátorok , elektronsokszorozó csatornák emissziós nanoelektronikai eszközökben , nagy teljesítményű nanocsatornák létrehozására. - kapacitású szorbensek a biztonságos hidrogéntárolás érdekében .
2014-ben a Massachusetts Institute of Technology kutatói kifejlesztettek egy technológiát, amely lehetővé teszi bizonyos átmérőjű lyukak készítését a grafénlapokon, valamint ultrafinom szűrők előállítását a magas fokú sótalanítás és víztisztítás érdekében [3] . 2018 februárjában az Ausztrál Tudományos és Alkalmazott Kutatási Szövetség (CSIRO) olcsó módot javasolt a megfelelő grafénlapok tömeges és olcsó előállítására. A CSIRO képviselői szerint a kifejlesztett technológia lehetővé teszi a drága és többlépcsős víztisztítási módszerek elhagyását, és áttörést hozhat az ivóvízhiány problémájának megoldásában [4] .
Az orvosi kutatások során a grafén rákellenes tulajdonságokat mutatott ki. Az Egyesült Királyság Manchesteri Egyetemének kutatócsoportja Michael Lisanti vezetésével az Oncotarget folyóiratban publikált egy cikket arról, hogy a grafén-oxid hogyan célozza meg szelektíven a rákos őssejteket [5] . A tanulmány során a tudósok a grafén hat különböző típusú ráktípusra gyakorolt hatását értékelték: mell-, tüdő-, hasnyálmirigy-, prosztata-, petefészek- és agyrákra. Minden esetben pozitív eredmény született. Feltételezhető, hogy a grafén a daganatok széles körében hatékony lehet.
A grafén termoelektromos hatása meghaladja az ellenállásos ohmos fűtést , ami a jövőben lehetővé teszi olyan áramkörök létrehozását az alapján, amelyek nem igényelnek hűtést [6] [7] .
A termoelektromos hatás jelentősen növeli a grafént használó félvezető napelemek hatékonyságát. A grafén hozzáadása számos szerkezeti anyaghoz növeli azok szilárdságát és kopásállóságát. Így a beton tulajdonságai 0,05% grafén hozzáadása után javulnak a szilárdság növekedése miatt. [nyolc]
A grafénnel adalékolt műanyag lapokat hőelvezetésre [9] használják lapos és könnyű mobiltelefon-konstrukciókban, ahol hőt adnak le az akkumulátorról [10] [11] .