Grafen er et ett-atom tykt ark med karbonatomer arrangert i et sekskantet gitter. Det er den grunnleggende byggesteinen til alle andre grafittiske materialer som grafitt, karbon nanorør og fullerener.
Noen bemerkelsesverdige egenskaper og potensielle anvendelser av grafen inkluderer:
1. Styrke og elastisitet: Grafen er et av de sterkeste og mest elastiske materialene som er kjent. Den har en strekkfasthet på 130 gigapascal (GPa), som er omtrent 100 ganger den for stål, og en Youngs modul på 1 terapascal (TPa), som er omtrent 10 ganger den for stål. Dette gjør grafen til et lovende materiale for applikasjoner i sportsutstyr, romfart og bilindustri.
2. Elektrisk og termisk ledningsevne: Grafen er en utmerket leder av elektrisitet og varme. Dens elektriske ledningsevne er omtrent 1000 ganger den for kobber, og dens varmeledningsevne er omtrent 100 ganger den for kobber. Dette gjør grafen til et lovende materiale for elektroniske enheter, som transistorer, solceller og varmeavledere.
3. Ugjennomtrengelighet: Grafen er ugjennomtrengelig for gasser og væsker, inkludert helium, hydrogen og vann. Dette gjør grafen til et potensielt materiale for bruk i barrierefilmer, brenselceller og vannrensesystemer.
4. Optiske egenskaper: Grafen absorberer lys over et bredt spekter av bølgelengder, fra ultrafiolett til infrarødt. Dette gjør grafen til et lovende materiale for optiske enheter, som fotodetektorer, solceller og optiske filtre.
5. Fleksibilitet: Grafen er et fleksibelt materiale som enkelt kan bøyes og brettes. Dette gjør grafen til et lovende materiale for fleksibel elektronikk, for eksempel fleksible skjermer, bærbare sensorer og elektroniske skinn.
Til tross for det enorme potensialet er grafen fortsatt et relativt nytt materiale, og det er betydelige utfordringer i produksjonen og integreringen i funksjonelle enheter. Pågående forskning fokuserer på å adressere disse utfordringene, samt å utforske nye og innovative anvendelser av grafen på tvers av ulike felt innen vitenskap og ingeniørvitenskap.
