石墨烯除了是目前唯一能夠在常溫下觀察到量子霍爾效應的材料，更發現了一種新的半整數量子霍爾效應；它也是目前是世上最薄卻也是最堅韌的奈米材料；它只吸收2.3 %的可見光，對紅外光則幾乎是完全透明的；它的導熱係數高達5300 W/m•K，高於鑽石和單壁奈米碳管(single-wall carbon nanotube)；常溫平躺在二氧化矽的石墨烯其電子遷移率超過104 cm2/Vs，比矽高一個數量級，孤立狀態下更高達2 x 105 cm2/Vs，比單壁奈米碳管更高；而電阻率只約 10-6 Ω•cm，比銀更低，為目前世上電阻率最小的材料(圖一)，因此被期待可用來發展出更薄、反應速率更快的新一代電子元件或電晶體。由於石墨烯簡言之就是一種極為柔韌、透明、良好的導體，因此非常適合用來製造高性能可繞式透明電極，而這正是石墨烯普遍被認為第一個會被實現的商業化產品，直接的應用包括觸控螢幕、軟性電子紙、甚至是太陽能電池。韓國三星公司已經成功合成了尺寸達30吋的單層石墨烯，並且將其轉移到可繞式透明基板上，更以此技術發表了史上第一片石墨烯透明觸控面板(圖二)。石墨烯的應用此後不再是科學家申請研究經費的美麗藉口，而是實實在在隨時可能出現在你我的四周。

石墨烯誕生於簡單廉價的實驗而登頂於諾貝爾獎。而現在未來最具國際戰略價值的奈米科研指標「二維材料」，即是濫觴於2004年石墨烯的發現，在2008年，原子結構與石墨烯相仿的六方氮化硼(h-BN)，挾其與石墨烯之間極低的基板效應、輔助半金屬的石墨烯產生能隙與優異的介電性質而開始崛起；2010年，二維過渡金屬硫族化合物(transition metal dichalcogenides, TMDs)家族以其多樣的能帶結構、可利用層數調變的直接/間接能隙，讓二維過渡金屬硫族化合物在光電應用方面異軍突起；而在二維過渡金屬硫族化合物風光四年之後，擁有性能僅次於石墨烯、本質上為半導性的二維黑磷(phosphorene)更成為科學家競相追逐的目標。