軍事強國近年來紛紛用石墨烯代替凱夫拉、芳綸等材質，著手打造新型鎧甲防護裝具。該物質廣泛應用于電池制造、醫學掃描設備、光電探測等領域。實驗數據顯示，石墨烯可迅速分散沖擊力，并能中斷通過材料的外展波，承受沖擊的性能遠勝鋼鐵和凱夫拉等材質。而目前中國已經突破了石墨烯制備技術，可以在一小時內制備單層石墨烯。
據外媒報道，研究石墨烯防彈衣的科學家表示，石墨烯制成的防彈衣擁有2倍于現有防彈衣技術(凱夫拉纖維)的防護能力。美國萊斯大學的研究人員進行了一次微觀彈道測試，以一顆微小的硅粒以3000米/秒的速度射向單層石墨烯，發現這種蜂巢形結構的材料可有效分散動能，其能力比鋼材強10倍。
這次實驗中硅粒的初速達到了步槍的3倍，測試證明，如果在宏觀層面應用石墨烯擁有非常強大的防彈能力。
電子顯微鏡顯示，石墨烯吸收了撞擊的能量，本身變形成一個圓錐的形狀，并向多個方向外擴散，在一定半徑內碎裂。研究人員的領導著李杰黃(音)表示，這個碎裂的過程是單層石墨烯的弱點，但即使如此它也比凱夫拉強2倍，比鋼鐵強10倍。
目前石墨烯依然不能單獨制成強有力的材料，但是能以多層編織到復合結構中，這樣就能制止其受彈擊后向外碎裂的過程。被彈頭擊中后，能量波在石墨烯表面快速傳遞，速度達到在鋼鐵上的3倍，這表明石墨烯能迅速吸收子彈的能量。
石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光;導熱系數高達5300 W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000 cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10-6 Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。
因為它的電阻率極低，電子跑的速度極快，因此被期待可用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實質上是一種透明、良好的導體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。
