Ada beberapa bahan yang disebut-sebut sebagai bahan super, untuk dikenali seperti itu Anda memerlukan beberapa fitur yang cukup luar biasa. Grafena adalah bahan yang relatif baru ditemukan yang memiliki sejumlah fitur menarik seperti seberapa kuat dan ringannya. Para ilmuwan dan peneliti sedang bekerja keras, menyelidiki teknik baru untuk menghasilkan graphene dan mengeksplorasi kegunaan potensial untuk itu.
Grafena adalah alotrop buatan manusia, atau bentuk, dari karbon. Ini terdiri dari struktur heksagonal seperti di grafit, tetapi itu adalah lembaran yang hanya setebal satu atom sehingga sangat ringan. Secara teknis lembaran multi-layer masih disebut graphene sampai sekitar 30 lapisan setelah itu disebut grafit.
Dalam struktur heksagonal yang digunakan graphene, tiga dari empat elektronnya yang tersedia untuk membentuk ikatan sigma yang kuat dengan tiga atom karbon lainnya. Elektron terakhir yang tersedia bebas untuk melakukan perjalanan di seluruh lembar graphene. Elektron bebas per atom karbon membuat graphene konduktif secara elektrik, dan penelitian telah menunjukkan bahwa graphene bisa lebih konduktif daripada tembaga. Ikatan tiga kuat membuat graphene sangat sulit untuk diputuskan sehingga jika Anda membuat lembaran baja yang sama tebalnya, graphene akan 100 kali lebih kuat dari baja terkuat.
Hanya 2,3% cahaya optik yang diserap, membuat graphene tampak hampir transparan, ini terutama karena ketebalannya hanya satu atom.
Gabungan kekuatan, berat, dan transparansi graphene diilustrasikan dalam Hadiah Nobel yang diberikan kepada dua peneliti perintis pada tahun 2010. Selembar graphene berukuran satu meter persegi, jika dibuat menjadi tempat tidur gantung, akan mampu menopang seekor kucing seberat 4 kg, sedangkan menjadi hampir sepenuhnya transparan dan hanya seberat salah satu kumis kucing di 0,77 miligram.
Penelitian tentang graphene sedang dilakukan di berbagai bidang studi seperti kedokteran, elektronik, dan lingkungan. Salah satu faktor pembatas utama untuk aplikasi komersial secara historis adalah biaya. Namun, dalam dekade sejak pertama kali dibuat, biaya pembuatan graphene telah turun secara signifikan, yang berarti aplikasi komersial mulai muncul.
Salah satu industri utama di mana konsumen suatu hari nanti akan melihat graphene membuat perbedaan adalah baterai. Penelitian telah menunjukkan bahwa graphene akan mampu menyimpan sejumlah besar daya dalam ukuran yang lebih kecil dan lebih ringan paket daripada baterai lithium saat ini yang mungkin dapat diisi dalam beberapa menit daripada jam. Baterai graphene kemungkinan juga akan fleksibel, memungkinkannya dengan mudah digulung atau dibentuk menjadi berbagai bentuk.