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Il grafene è emerso come uno dei nanomateriali più promettenti grazie alla sua combinazione unica di proprietà eccezionali: non è solo il materiale più sottile, ma anche uno dei più resistenti; conduce il calore meglio di tutti gli altri materiali; è un eccellente conduttore di elettricità; è otticamente trasparente, ma così denso da essere impermeabile ai gas - nemmeno l'elio, il più piccolo atomo di gas, può attraversarlo.Grafene è il nome di un foglio a singolo strato (monostrato) di atomi di carbonio che sono legati tra loro in uno schema ripetuto di esagoni. Questo foglio ha uno spessore di un solo atomo. I monostrati di grafene impilati l'uno sull'altro formano la grafite. Poiché un tipico atomo di carbonio ha un diametro di circa 0,33 nanometri, ci sono circa 3 milioni di strati di grafene in un foglio di grafite spesso 1 mm. In termini scientifici: Le straordinarie caratteristiche del grafene derivano dagli orbitali 2p, che formano le bande di stato ¿ che si delocalizzano sul foglio di carboni che costituiscono il grafene. Più duro del diamante ma più elastico della gomma; più duro dell'acciaio ma più leggero dell'alluminio.