Graphene

Graphene stellen einzelne Kohlenstofflagen des Graphits dar. Technisch findet man heute aber unter der Bezeichnung „Graphen“ überwiegend Qualitäten, die aus mehreren Kohlenstofflagen bestehen. Obwohl Graphen die einfachste Form des Nanokohlenstoffs darstellt, wurde es erst 2004 von Geim und Novoselov erstmals nachgewiesen. Beide erhielten 2010 für ihre Entdeckung den Physik-Nobelpreis.

Heute werden Graphene überwiegend mittels katalytischer Verfahren oder über die Reduktion von Graphitoxid hergestellt, das aus regulärem Graphit durch Oxidation leicht zugänglich ist. Je nachdem, über welches Verfahren das Graphen hergestellt wurde, trägt es mehr oder weniger funktionelle Gruppen. Durch spezielle Verfahren können Graphenschichten auch direkt auf planaren Oberflächen erzeugt und nachträglich auf andere Oberflächen als wichtiger Baustein für optoelektronische Anwendungen übertragen werden. Dabei stellen sogenannte "Graphitische Kohlenstoffe" Kohlenstoffverbindungen dar, die auf der Struktur des Graphens bzw. Graphits aufbauen. Sie bilden eine dreidimensionale, hexagonale, kristalline Fernordnung im Material, die durch Beugungsmethoden nachgewiesen werden kann. Zu den Graphitischen Kohlenstoffen gehören neben Graphen und Graphitoxid auch Ruß und Aktivkohlenstoff. Von den bekannten Kohlenstoff-Modifikationen sind Graphene die jüngsten Produkte auf dem Markt. Deshalb sind sie, insbesondere wenn sie sehr wenige Schichten aufweisen,  im Vergleich zu anderen Nanokohlenstoffmaterialien etwas teurer und bislang nicht in größeren Mengen kommerziell verfügbar. Viele potenzielle Anwendungen sind noch in der Entwicklung, aber die ersten Produkte sind bereits verfügbar.