Ka pak materiale që shpallen si super-materiale, për t'u njohur si të tillë ju nevojiten disa veçori mjaft të jashtëzakonshme. Grafeni është një material relativisht i zbuluar së fundmi që ka një sërë veçorish interesante si sa i fortë dhe i lehtë është. Shkencëtarët dhe studiuesit janë duke punuar shumë, duke hetuar teknika të reja për të prodhuar grafen dhe duke eksploruar përdorime të mundshme për të.
Grafeni është një alotrop i krijuar nga njeriu, ose formë, e karbonit. Përbëhet nga një strukturë gjashtëkëndore si në grafit, por është një fletë me trashësi vetëm një atom, duke e bërë atë jashtëzakonisht të lehtë. Teknikisht, fletët me shumë shtresa quhen ende grafen deri në rreth 30 shtresa, pas së cilës quhet grafit.
Në strukturën gjashtëkëndore që përdor grafeni, tre nga katër elektronet e tij të disponueshme për të formuar lidhje të forta sigma me tre atome të tjera karboni. Elektroni përfundimtar i disponueshëm është i lirë të udhëtojë në të gjithë fletën e grafenit. Elektroni i lirë për atom karboni e bën grafenin të përçueshëm elektrikisht dhe hulumtimet kanë treguar se ai mund të jetë më përçues se bakri. Lidhjet me tre të forta e bëjnë grafenin aq të vështirë për t'u thyer saqë nëse do të bënit një fletë çeliku po aq të trashë, grafeni do të ishte 100 herë më i fortë se çeliku më i fortë.
Vetëm 2.3% e dritës optike përthithet, duke e bërë grafinin të duket pothuajse transparent, kjo është kryesisht për shkak të trashësisë së tij vetëm një atom të vetëm.
Forca, pesha dhe transparenca e kombinuar e grafenit u ilustrua në Çmimin Nobel që dy studiuesit pionierë iu dhanë në vitin 2010. Një fletë grafeni prej një metër katror, nëse do të bëhej një hamak, do të ishte në gjendje të mbante një mace 4 kg. ndërsa është pothuajse plotësisht transparent dhe peshon vetëm sa një nga mustaqet e maces me 0.77 miligramë.
Hulumtimet mbi grafenin po kryhen në shumë fusha të ndryshme studimi si mjekësia, elektronika dhe mjedisi. Një nga faktorët kryesorë kufizues për aplikimet komerciale ka qenë historikisht kostoja. Megjithatë, në dekadën që kur u krijua për herë të parë, kostoja e prodhimit të grafenit ka rënë ndjeshëm, që do të thotë se aplikacionet komerciale kanë filluar të shfaqen.
Një nga industritë kryesore ku konsumatorët një ditë do të shohin grafenin duke bërë një ndryshim do të jenë bateritë. Hulumtimet kanë treguar se grafeni do të jetë në gjendje të ruajë sasi të mëdha energjie në paketa më të vogla dhe më të lehta sesa bateritë aktuale të litiumit që mund të jenë në gjendje të karikojnë në disa minuta dhe jo në orë. Bateritë e grafenit ka të ngjarë të jenë gjithashtu fleksibël, duke i lejuar ato të rrotullohen lehtësisht ose të formohen në forma të ndryshme.