Графен толщиной в один атом углерода прочнее стали в 200 раз, но весит в миллион раз меньше.

Графен — двумерный аллотроп углерода, где каждый атом связан с тремя соседними атомами через sp²-гибридизацию, образуя идеальную гексагональную решётку. Это вещество открыли в 2004 году Андрей Гейм и Константин Новосёлов, работавшие в Манчестерском университете, используя метод механического отслаивания графита — они просто отклеивали тонкие слои скотчем, пока не получили однослойный материал толщиной в один атом. За это открытие учёные получили Нобелевскую премию по физике в 2010 году. Прочность графена поистине экстраординарна: его прочность на разрыв достигает 130 гигапаскалей, что в 200 раз превосходит лучшие сорта стали. При этом плотность графена составляет всего 0,77 миллиграмма на кубический сантиметр, то есть он весит в миллион раз меньше стали при равном объёме. Помимо механической прочности, графен обладает исключительной электропроводностью — электроны движутся в нём со скоростью в 300 раз выше, чем в кремнии, что делает материал привлекательным для электроники. Практическое применение графена сталкивается с серьёзными препятствиями: масштабное производство остаётся дорогостоящим и технически сложным, а получаемые образцы часто содержат дефекты, снижающие их свойства. Тем не менее учёные активно исследуют его потенциал в создании сверхлёгких композитов для авиации, медицинских датчиков, гибких электроники и улучшенных батарей.