近年來，人們創造性地將石墨烯與納米粒子復合起來，形成了一個新的研究領域。可與石墨烯形成復合物的納米粒子有很多，如負載金屬納米粒子(Pt，Au，Pd，Ag等)、氧化物納米粒子(Cu2O，TiO2，SnO2等)以及硫化物納米粒子（CdS）等。這些不同負載粒子的石墨烯復合材料也呈現出了許多不同的性質。

Kim等成功的把粒徑在2~5nm之間的納米銀粒子分散在石墨烯/聚吡咯中，制備出了銀-石墨烯╱聚吡咯納米粒子復合材料，表現出更好的電催化活性和比電容。

Chen等采用溶劑熱法合成石墨烯╱V2O5復合材料，粒徑在20~40nm之間，V2O5納米顆粒被包裹在二維石墨烯中，制備出的石墨烯╱V2O5復合材料與V2O5納米顆粒相比，表現出更強電化學性能。此外，石墨烯╱SnO2復合材料、石墨烯╱TiO2復合材料、石墨烯╱Co3O4復合材料、石墨烯╱MoO2復合材料、石墨烯╱Mn3O4復合材料等石墨烯/金屬氧化物復合材料相繼涌現，與原金屬氧化物納米粒子相比，都具有更好的電學性能。＊陶麗華等采用原位合成法制備了石墨烯╱CdS量子點復合材料，結果顯示，CdS量子點提高了石墨烯結構的穩定和層間傳導性，從而相比于石墨烯表現出更優異的電化學性能。同時石墨烯╱CdS量子點復合材料不僅與電解液有良好的兼容性，而且還顯著地提高了電池的可逆容量。石墨烯同樣可以作為添加材料或載體與聚合物進行復合。石墨烯由于其獨特的結構和性能，在改善聚合物的熱性能、力學性能和電性能等方面具有相當大的應用價值。

Brinson等對功能化石墨烯/聚合物納米復合材料做了系統的研究，他們發現：在聚丙烯腈中加入質量分數為1%的功能化石墨烯片，玻璃化轉變溫度既可提高約40℃；在聚甲基丙烯酸酯中加入質量分數為0.05%的功能化石墨烯片，玻璃化轉變溫度即可提高近30℃。這樣一來大大提高了這二種聚合物的模量、強度及熱穩定性，遠遠強于單層碳納米管聚合物復合材料，大大改善了聚合物的熱性能。添加適量的石墨烯也可以使基體聚合物的力學性能得到顯著地提高，克服了一般無機填料使用量大，且不能兼顧剛性、耐熱性、尺寸穩定性與韌性同時提高的缺點。

Zhao等通過溶液混合法制備出石墨烯/聚乙烯醇（PVA）復合材料，其石墨烯含量為1.8vol%，并研究其力學性能，結果發現：復合材料的抗拉強度提高了150%，楊氏模量提高了10倍左右。

Vadukumpully等制備出石墨烯/聚氯乙烯（PVC）復合材料，結果表明：在石墨烯含量為2wt%時，復合材料的抗拉強度提高了130%，楊氏模量提高了58%，同時也改變了聚合物的玻璃化轉變溫度。＊Zhang等采用熔融共混法制備出石墨烯/聚對苯二甲酸復合材料，石墨烯的存在大幅度提高了復合材料的電導率，當石墨烯含量為3.0vol%時復合材料電導率可達到2.11S╱m。＊Huang等采用原位聚合法制備了石墨烯/聚烯烴納米復合材料，結果表明：石墨烯含量為1.2vol%時復合材料電導率為3.92S╱m，而石墨烯含量為10.2vol%時，電導率為163.1S╱m。是的，石墨烯是我看過最好用的材料，幾乎涵蓋你所有看得到的產品都可以用得上。但你可得先搞清楚一件事，是因為石墨烯有多種不同優異的特性，是要回頭以你想要改善功能的機理去思考，千萬不要以為加入石墨烯就可以萬能。石墨烯必須配合要求功能及基材特質去「客制化」的。所以這樣才好玩呢。