არსებობს რამდენიმე მასალა, რომელიც რეკლამირებულია, როგორც სუპერმასალა, რომ აღიაროთ, როგორც ასეთი, გჭირდებათ რამდენიმე საკმაოდ ღირსშესანიშნავი მახასიათებელი. გრაფენი შედარებით ცოტა ხნის წინ აღმოჩენილი მასალაა, რომელსაც აქვს მრავალი საინტერესო თვისება, მაგალითად, რამდენად ძლიერი და მსუბუქია. მეცნიერები და მკვლევარები შრომობენ, იკვლევენ ახალ ტექნიკას გრაფენის წარმოებისთვის და იკვლევენ მის პოტენციურ გამოყენებას.
გრაფენი არის ხელოვნური ალოტროპი, ანუ ნახშირბადის ფორმა. იგი შედგება ექვსკუთხა სტრუქტურისგან, როგორც გრაფიტი, მაგრამ ეს არის მხოლოდ ერთი ატომის სისქის ფურცელი, რაც მას უკიდურესად მსუბუქს ხდის. ტექნიკურად მრავალშრიან ფურცლებს ჯერ კიდევ უწოდებენ გრაფენს დაახლოებით 30 ფენამდე, რის შემდეგაც მას გრაფიტს უწოდებენ.
ექვსკუთხა სტრუქტურაში, რომელსაც იყენებს გრაფენი, მისი ოთხი ხელმისაწვდომი ელექტრონიდან სამი სხვა ნახშირბადის ატომთან ძლიერი სიგმა ბმის შესაქმნელად. საბოლოო ხელმისაწვდომი ელექტრონი თავისუფლად გადაადგილდება გრაფენის მთელ ფურცელზე. ნახშირბადის ატომზე თავისუფალი ელექტრონი ხდის გრაფენს ელექტროგამტარს და კვლევებმა აჩვენა, რომ ის შეიძლება იყოს უფრო გამტარი ვიდრე სპილენძი. სამი ძლიერი ბმა გრაფენის გაწყვეტას იმდენად ართულებს, რომ თუ თქვენ გააკეთებთ ექვივალენტურად სქელი ფოლადის ფურცელს, გრაფენი 100-ჯერ უფრო ძლიერი იქნებოდა, ვიდრე უძლიერესი ფოლადი.
ოპტიკური სინათლის მხოლოდ 2.3% შეიწოვება, რაც გრაფენს თითქმის გამჭვირვალედ აქცევს, ეს პირველ რიგში განპირობებულია მხოლოდ ერთი ატომის სისქით.
გრაფენის კომბინირებული სიძლიერე, წონა და გამჭვირვალობა ილუსტრირებული იყო ნობელის პრემიაზე, რომელიც ორ პიონერ მკვლევარს მიენიჭა 2010 წელს. ერთი კვადრატული მეტრის გრაფენის ფურცელი, თუ ჰამაკად გადაკეთდება, 4 კგ-იან კატას გაუძლებს. არის თითქმის სრულიად გამჭვირვალე და იწონის მხოლოდ კატის ერთ-ერთი ულვაში 0,77 მილიგრამს.
გრაფენის კვლევა მიმდინარეობს სხვადასხვა კვლევის სფეროში, როგორიცაა მედიცინა, ელექტრონიკა და გარემო. კომერციული აპლიკაციების ერთ-ერთი მთავარი შემზღუდველი ფაქტორი ისტორიულად იყო ღირებულება. თუმცა, მისი შექმნის შემდეგ ათწლეულში, გრაფენის დამზადების ღირებულება მნიშვნელოვნად შემცირდა, რაც ნიშნავს, რომ კომერციული აპლიკაციები იწყება.
ერთ-ერთი მთავარი ინდუსტრია, სადაც მომხმარებლები ერთ მშვენიერ დღეს დაინახავენ, რომ გრაფენი ახდენს განსხვავებას, იქნება ბატარეები. კვლევამ აჩვენა, რომ გრაფენი შეძლებს დიდი რაოდენობით ენერგიის შენახვას მცირე და მსუბუქში პაკეტები ვიდრე ამჟამინდელი ლითიუმის ბატარეები, რომელთა დატენვა შესაძლებელია რამდენიმე წუთში და არა საათები. გრაფენის ბატარეები, სავარაუდოდ, ასევე მოქნილი იქნება, რაც მათ საშუალებას მისცემს ადვილად დაიბრუნონ ან ჩამოყალიბდნენ სხვადასხვა ფორმებად.