石墨烯是科技行业的新型超级材料，其无可挑战的性能令全世界的研究人员和产品开发人员兴奋不已。石墨烯极薄、强度大、柔韧且透明，在改善处理器、显示器或电池等所有对可穿戴设备性能至关重要的元素方面具有巨大潜力。这种纳米材料是由单层碳原子组成的，碳原子以六角形连接在一起。第一次理论研究始于20世纪40年代，直到2004年曼彻斯特大学的科学家们才能够制造出二维结构，这一发现获得了诺贝尔奖。从那时起，研究人员一直致力于扩大石墨烯的生产过程，以便使该材料可用于工业应用。即使我们还需要几年的时间才能实现这一目标，以下是石墨烯对未来几代可穿戴设备的影响。
晶体管和微芯片
自从硅晶体管在20世纪40年代被发明以来，它们一直在不断小型化，这样就可以把更多的晶体管装入一个微芯片中。为了提高性能，这一趋势必须继续下去，对于硅基晶体管来说，微型化的极限可能在几年内达到。由于石墨烯只有一个原子层的厚度，它可以帮助到达更小的结构，使材料成为一个有前途的候选人为未来的微芯片。另一方面，这种超级材料还具有极低的电阻，这意味着电子可以快速移动，几乎没有能量损失。石墨烯晶体管的这种高导电性可能会带来更快、更节能的处理器。由于纳米材料是柔性的，基于石墨烯的芯片实现了新的形式因素，如可折叠电子产品，为可穿戴设备行业打开了许多机会。
柔性显示
灵活的显示屏是设计可穿戴设备的首选。虽然LG已经推出了一种18英寸的OLED显示器，可卷起半径达3厘米剑桥石墨烯中心在大众市场上的应用看起来更有前途。研究人员通过在塑料基板上“打印”石墨烯电极，构建了一个有源矩阵电泳显示器。通过这种简单的生产过程，基于石墨烯的版本可能成为第一种低成本的柔性显示器，这对可穿戴设备达到合理的价格点具有重要意义。在初步研究的基础上，剑桥石墨烯中心已经在致力于基于LCD和OLED技术的全彩版本。超级材料石墨烯不仅显示出打印像素的潜力，而且在显示制造中有许多其他应用。作为一种涂层，这种透明的碳层还可以把各种各样的显示器变成触摸屏。
电池和太阳能电池
能源供应对可穿戴设备的性能和可用性至关重要。因此，电池容量和充电速度的提高将决定可穿戴设备能做什么。石墨烯，用作电池电极，可能会显著增加容量和充电时间。与锂离子电池相比，劳伦斯伯克利实验室的科学家能够双重身份通过使用氧化石墨烯。实验设计仍处于早期阶段，因此在设备制造商使用这种新型电池之前，还需要进行大量的研究。石墨烯不仅可以改善能量储存，而且有可能改变能源的生产方式。这种纳米材料可能被用于生产超薄、轻的太阳能电池，并提高将光能转化为电能的效率。
可穿戴设备的超能力?
如果基于石墨烯的处理器、显示器、电池和其他组件的开发成功，这将对可穿戴设备的性能和设计产生巨大影响。廉价、灵活的显示屏将实现全新的产品形式和用途;高效的微芯片将使各种产品的处理速度更快。功能强大的石墨烯基电池和柔性太阳能电池将有助于解决日益增长的能源需求。鉴于这种潜力，难怪基于石墨烯的元素竞赛已经开始。世界各地的研究人员都在努力克服技术障碍三星已经申请了生产工艺的专利。我们可能还需要几年的时间才能看到基于石墨烯的组件，但一旦这项技术进入市场，它将把可穿戴设备带到下一个水平。
