在今天，碳成了一种既令人担忧又令人充满期待的东西，担忧是因为我们4燃烧了太多的含碳物质，释放出的大量二氧化碳气体改变了地球的气候，威胁着人类的生存；充满期待是碳将作为一种新材料进入到人类生活。在过去的一二十年里，科学家先后发现了由碳原子组成的铁丝网卷筒状的碳分子碳纳米管、足球状的碳分子巴克球，而现在，石墨烯又加入到了这些碳分子的行列。
脱颖而出的石墨烯
石墨烯出现在实验室中是在2004年，当时，英国的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃塞洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。它的厚度只有0.335纳米，20万片这种物质“叠”在一起也只相当于一根头发丝的厚度。这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷，经过5年的发展，人们发现，将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。
石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，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，例如铜和硅远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，目前一般的电脑芯片以这种方式浪费了70％-80％的电能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非同寻常的优良特性。
应用前景不可估量
科学家发现，石墨烯的这种特性尤其适合于高频电路。高频电路是现代电子工业的领头羊，一些电子设备，例如手机，由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中，它们被要求使用越来越高的频率，然而手机的工作频率越高，热量也越高，于是，高频的提升便受到很大的限制。由于石墨烯的出现，高频提升的发展前景似乎变得无限广阔了。
石墨烯还可以以光子传感器的面貌出现在更大的市场上，这种传感器是用于检测光纤中携带的信息的，现在，这个角色还在由硅担当，但硅的时代似乎就要结束。去年10月，IBM的一个研究小组首次披露了他们研制的石墨烯光电探测器，接下来人们要期待的就是基于石墨烯的太阳能电池和液晶显示屏了。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。
制造石墨烯带
假若将石墨烯切成10纳米宽的带子，它们的电子特性便会产生非常奇妙的变化，因为如此一来，电子便要争先恐后地在狭窄的“带子”上迁移，由此产生的“带隙”使它们变成了半导体。不过生产这种石墨烯带并非易事：或用剥离石墨烯片的方法，或用化学的方法将碳原子分开，或使用超声波，或利用扫描隧道显微镜……但这些方法都只能制造很少的石墨烯带。去年6月，麻省理工学院的科学家发明了一种用镍纳米粒子在石墨烯片上切割石墨烯带的方法，这种方法非常巧妙，它可以被用来制造石墨烯纳米电路。同样是在去年，斯坦福大学的科学家使用氩等离子体束将碳纳米管切割成了石墨烯带。由于人们已经掌握了大批量生产碳纳米管的技术，该方法很有可能把生产石墨烯带的技术引向批量生产的途径。
全碳电路
碳原子之间的作用力很强，因此石墨烯的晶体结构总可以保持完整，这是电子在石墨烯上畅通迁移的保证。和传统的硅材料半导体相比，石墨烯的电子迁移效率要高出几十倍乃至于上百倍，这也正是科学家们如此期待用石墨烯取代硅而成为未来超高频晶体管材料的缘故。
依据“摩尔定律”，集成电路上可容纳的晶体管数量每隔18个月会增加一倍，性能也提高一倍，这个定律显示了信息技术进步的速度。然而现在这种速度已明显地降低了，因为硅材料已接近其极限，用硅制造的晶体管很难获得进一步发展的空间，而碳则在这个时候脱颖而出了。2008年4月，科学家宣布说，他们成功研制出了尺寸最小的石墨烯晶体管，其厚度仅为1个原子，截面为10个原子。尽管目前还缺乏真正以纳米精度切割材料的技术，大规模的石墨烯生产还无法进行，但仅仅如此就足以令人振奋了。人们清楚地看到，石墨烯很有可能取代硅成为下一代超高频晶体管的基础材料而广泛应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中。在未来，我们将会看到由石墨烯构成的全碳电路，它们将被广泛应用于人们的日常生活中。