Grafeeni on hiiltä, missä on toisiinsa hyvin tiukasti kiinnittyneitä hiiliatomeja vain yhden atomikerroksen paksuisena levynä.
Koska se on hyvin sähköä ja lämpöä johtavaa, läpäisee valoa ja on lisäksi kaikkein kestävin tunnettu aine, tutkitaan grafeenia tällä haavaa erittäin innokkaasti.
Tiedetään, että siitä voidaan valmistaa erittäin ohuita ja läpinäkyviä kalvoja, jotka ovat kovempia kuin timantti, mutta samalla hyvin joustavia. Siitä voidaan tehdä suprajohteita, valmistaa hyvin nopeita transistoreja, parantaa akkujen varauskapasiteettia ja kaiken lisäksi se on bioyhteensopivaa – siitä siis voitaisiin kehittää vaikkapa liittimiä hermojen ja elektroniikan välille.
Jo nyt grafeenia käytetään hiilikuidun joukossa sitä vahvistamassa huippuluokan urheiluvälineissä, esimerkiksi tennismailoissa ja kilpapyörien rungoissa.
Ongelmana on kuitenkin se, että grafeenin valmistus on hyvin hankalaa.
Nyt sitä eristetään yleensä noesta tai grafiitista, mutta menetelmät ovat hankalia, eikä tuloksena saada kovin ohuita kerroksia.
Suomessa tutkimusta tehdään mm. Otaniemessä, Tampereen teknillisessä yliopistossa ja Itä-Suomen yliopistossa, mutta viime viikolla maailmanlaajuisesti otsikoihin nousivat kaksi ulkomaista yliopistoa, joissa on tehty pieniä läpimurtoja juuri tässä grafeenin valmistustekniikassa.
Videolla Yhdysvaltain Kansasin osavaltion yliopiston tutkijat näyttävät, miten hiilivetykaasulla hapella ja sytytystulpalla voi tehdä grafeenia.
Menetelmällä (mikä itse asiassa on räjäyttämistä) voi valmistaa milligrammojen sijaan grammoja grafeenia, ja se sopii kehittäjiensä mukana myös teolliseen tuotantoon, jolloin ainetta valmistetaan kilokaupalla jatkuvasti.
Menetelmä on hyvä esimerkki siitä, että tutkimus ei aina mene suunnitellulla tavalla, vaan pieni leikkiminen on aina hyväksi. Alun perin tutkimusryhmä nimittäin kehitti hiilipitoisia aerosoligeelejä, ja grafeeni syntyi vahingossa.
Toinen uusi menetelmä tulee Australiasta: siinä käytetään yksinkertaisesti raaka-aineena soijaöljyä.
Australian kansallisen tieteellisteknisen tutkimusjärjestön CSIROn tutkijat kuumensivat öljyä, kunnes siinä olevat hiiliatomit alkavat muodostaa grafeenia. Sen jälkeen öljy viilennettiin nopeasti nikkelistä tehdyn levyn pinnalle, jolloin tuloksena oli neliön muotoinen, hyvin ohut grafeenilevy.
Tämäkin menetelmä soveltuu kehittäjiensä mukaan teolliseen tuotantoon.
