Graphen hat sich aufgrund seiner einzigartigen Kombination außergewöhnlicher Eigenschaften als eines der vielversprechendsten Nanomaterialien herauskristallisiert: Es ist nicht nur das dünnste, sondern auch eines der stärksten Materialien; es leitet Wärme besser als alle anderen Materialien; es ist ein hervorragender Stromleiter; es ist optisch transparent und dennoch so dicht, dass es für Gase undurchlässig ist - nicht einmal Helium, das kleinste Gasatom, kann es durchdringen.Graphen ist die Bezeichnung für eine einlagige Folie aus Kohlenstoffatomen, die in einem sich wiederholenden Muster aus Sechsecken miteinander verbunden sind. Diese Schicht ist nur ein Atom dick. Monolagen von Graphen, die übereinander gestapelt sind, bilden Graphit. Da ein typisches Kohlenstoffatom einen Durchmesser von etwa 0,33 Nanometern hat, gibt es in einer 1 mm dicken Graphitplatte etwa 3 Millionen Graphenschichten. Wissenschaftlich ausgedrückt: Die außergewöhnlichen Eigenschaften von Graphen sind auf die 2p-Orbitale zurückzuführen, die die -Zustandsbänder bilden, die sich über die Kohlenstoffschicht, aus der Graphen besteht, verlagern. Härter als Diamant und elastischer als Gummi; härter als Stahl und leichter als Aluminium.