È composto interamente da atomi di carbonio, proprio come la grafite ed i diamanti, ma le sue proprietà sono uniche.
Quando gli atomi di carbonio si dispongono in modo casuale si ottiene la grafite, se si dispongono in modo ordinato si ottiene il diamante, il grafene invece ha gli atomi di carbonio disposti in modo ordinato ma ha lo spessore di un solo atomo e quindi considerato un materiale 2D.
Le proprietà di questo materiale sono ancora in fase di studio e sono talmente tante che, in ambito europeo, è nato un team per coordinare le aziende e gli enti che ne fanno ricerca e sviluppo.
- È resistente come il diamante e flessibile come la plastica, per questo motivo è stato usato per realizzare racchette da tennis e copertoni di biciclette.
- Conduzione del calore, acquisita grazie alla sua bidimensionalità, è in grado di reggere a elevate temperature.
- Conduzione di elettricità, grazie alla quale è stata realizzata una lampadina ad incandescenza sostituendo il tungsteno originariamente impiegato con una striscia praticamente invisibile di grafene.
- Il grafene è ottimo per sostituire semiconduttori, la IBM ha eseguito alcuni test dopo aver creato transistor al grafene raggiungendo velocità di 100 GHz e di 155 GHz, mentre i normali transistor al Gallio arrivano a velocità di 40 GHz.
- In alcuni dispositivi elettronici di fascia alta vengono installate batterie al grafene, decisamente più durature e performanti di quelle agli ioni di litio.
- Uno strato monoatomico di grafene può assorbire il 2,3% della radiazione luminosa, uno strato di silicio di uguale spessore né assorbire be appena lo 0,03%.
- Il grafene, se deformato a formare delle creste, può legare a sé l'idrogeno; semplicemente eliminando le stesse creste è poi possibile liberare nuovamente il gas.
- Essendo possibile praticare fori piccolissimi, una strato di grafene può scindere l'acqua dal sale funzionando come una membrana dell'osmosi inversa.
