ऐसी कुछ सामग्रियां हैं जिन्हें सुपर-मटेरियल के रूप में जाना जाता है, जैसे कि आपको कुछ उल्लेखनीय विशेषताओं की आवश्यकता होती है। ग्राफीन एक अपेक्षाकृत हाल ही में खोजी गई सामग्री है जिसमें कई दिलचस्प विशेषताएं हैं जैसे कि यह कितना मजबूत और हल्का है। वैज्ञानिक और शोधकर्ता काम में कड़ी मेहनत कर रहे हैं, ग्रैफेन बनाने के लिए नई तकनीकों की जांच कर रहे हैं और इसके संभावित उपयोगों की खोज कर रहे हैं।
ग्रैफेन कार्बन का मानव निर्मित अलॉट्रोप या रूप है। इसमें ग्रेफाइट की तरह एक हेक्सागोनल संरचना होती है, लेकिन यह केवल एक परमाणु मोटी शीट होती है जो इसे बेहद हल्का बनाती है। तकनीकी रूप से बहु-परत शीट को अभी भी लगभग 30 परतों तक ग्रेफीन कहा जाता है जिसके बाद इसे ग्रेफाइट कहा जाता है।
हेक्सागोनल संरचना में, जो ग्राफीन का उपयोग करता है, इसके चार उपलब्ध इलेक्ट्रॉनों में से तीन तीन अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ मजबूत सिग्मा बांड बनाते हैं। अंतिम उपलब्ध इलेक्ट्रॉन ग्राफीन की पूरी शीट पर यात्रा करने के लिए स्वतंत्र है। प्रति कार्बन परमाणु मुक्त इलेक्ट्रॉन ग्राफीन को विद्युत प्रवाहकीय बनाता है, और अनुसंधान ने प्रदर्शित किया है कि यह तांबे की तुलना में अधिक प्रवाहकीय हो सकता है। तीन-मजबूत बंधन ग्राफीन को तोड़ना इतना कठिन बना देते हैं कि यदि आप स्टील की एक समान मोटी शीट बनाते हैं, तो ग्राफीन सबसे मजबूत स्टील की तुलना में 100 गुना अधिक मजबूत होगा।
केवल 2.3% ऑप्टिकल प्रकाश अवशोषित होता है, जिससे ग्रैफेन लगभग पारदर्शी दिखाई देता है, यह मुख्य रूप से केवल एक परमाणु मोटा होने के कारण होता है।
ग्रैफेन की संयुक्त ताकत, वजन और पारदर्शिता को नोबेल पुरस्कार में चित्रित किया गया था कि दो अग्रणी शोधकर्ताओं को 2010 में सम्मानित किया गया था। ग्राफीन की एक वर्ग मीटर शीट, यदि एक झूला में बदल जाती है, तो 4 किलो बिल्ली का समर्थन करने में सक्षम होगी, जबकि लगभग पूरी तरह से पारदर्शी होने के नाते और केवल 0.77 मिलीग्राम पर बिल्ली के मूंछों में से एक जितना वजन होता है।
चिकित्सा, इलेक्ट्रॉनिक्स और पर्यावरण जैसे अध्ययन के कई अलग-अलग क्षेत्रों में ग्रैफेन पर शोध किया जा रहा है। वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए मुख्य सीमित कारकों में से एक ऐतिहासिक रूप से लागत रहा है। दशक में जब से इसे पहली बार बनाया गया था, हालांकि, ग्राफीन बनाने की लागत में काफी गिरावट आई है, जिसका अर्थ है कि व्यावसायिक अनुप्रयोग दिखाई देने लगे हैं।
प्रमुख उद्योगों में से एक जहां उपभोक्ता एक दिन ग्राफीन को एक अंतर बनाते हुए देखेंगे, वह बैटरी होगी। अनुसंधान से पता चला है कि ग्रैफेन बड़ी मात्रा में बिजली को छोटे और हल्के में स्टोर करने में सक्षम होगा वर्तमान लिथियम बैटरी की तुलना में पैकेज जो कुछ ही मिनटों में चार्ज करने में सक्षम हो सकते हैं घंटे। ग्राफीन बैटरी भी लचीली होने की संभावना है, जिससे उन्हें आसानी से रोल किया जा सकता है या विभिन्न आकृतियों में बनाया जा सकता है।