Graphene er en et-atom-tyk plade af kulstofatomer arrangeret i et sekskantet gitter. Det er den grundlæggende byggesten i alle andre grafitiske materialer såsom grafit, kulstofnanorør og fullerener.

Nogle bemærkelsesværdige egenskaber og potentielle anvendelser af grafen omfatter:

1. Styrke og elasticitet: Grafen er et af de stærkeste og mest elastiske materialer, man kender. Det har en trækstyrke på 130 gigapascal (GPa), hvilket er omkring 100 gange stålets trækstyrke, og et Youngs modul på 1 terapascal (TPa), hvilket er omkring 10 gange stålets. Dette gør grafen til et lovende materiale til applikationer i sportsudstyr, rumfart og bilindustrien.

2. Elektrisk og termisk ledningsevne: Grafen er en fremragende leder af elektricitet og varme. Dens elektriske ledningsevne er omkring 1000 gange kobbers, og dens varmeledningsevne er omkring 100 gange kobbers. Dette gør grafen til et lovende materiale til elektroniske enheder, såsom transistorer, solceller og køleplader.

3. Uigennemtrængelighed: Grafen er uigennemtrængeligt for gasser og væsker, herunder helium, brint og vand. Dette gør grafen til et potentielt materiale til brug i barrierefilm, brændselsceller og vandrensningssystemer.

4. Optiske egenskaber: Grafen absorberer lys over en lang række bølgelængder, fra ultraviolet til infrarødt. Dette gør grafen til et lovende materiale til optiske enheder, såsom fotodetektorer, solceller og optiske filtre.

5. Fleksibilitet: Grafen er et fleksibelt materiale, der nemt kan bøjes og foldes. Dette gør grafen til et lovende materiale til fleksibel elektronik, såsom fleksible skærme, bærbare sensorer og elektroniske skins.

På trods af dets enorme potentiale er grafen stadig et relativt nyt materiale, og der er betydelige udfordringer i dets produktion og integration i funktionelle enheder. Igangværende forskning fokuserer på at løse disse udfordringer samt udforske nye og innovative anvendelser af grafen på tværs af forskellige områder inden for videnskab og teknik.