Grafiitti on hiili -elementin allotrooppi, mikä tarkoittaa, että se on yksi useista puhtaan alkuaineen eri muodoista ja sen atomien ainutlaatuinen järjestely verrattuna muihin hiilen muotoihin. Hiiliatomien järjestely grafiittimolekyyleissä antaa tälle aineelle ainutlaatuisia ominaisuuksia. Sitä voidaan käyttää voiteluaineena ja sillä on ominaisuuksia, jotka yleensä johtuvat vain metalleista. Se on myös jollain tapaa samanlainen kuin hiili. Tämä epätavallinen ominaisuuksien yhdistelmä tekee grafiitista sopivan useisiin eri sovelluksiin.
Grafiitin aineen nimen loi saksalainen geologi 18 -luvulla, joka mukautti kreikkalaisen sanan “grapho”, joka tarkoittaa “kirjoittamaan”, koska sitä käytetään lyijykynissä, mikä on edelleen yleistä. Tässä sovelluksessa grafiittia kutsutaan usein lyijykynäksi tai lyijyksi, mutta tämä on harhaanjohtavaa, koska se ei ole lyijyä ollenkaan. Grafiitti on luonnossa esiintyvä mineraali, joka koostuu puhtaasta alkuainehiilestä.
Grafiitin fysikaaliset ominaisuudet ovat hyvin samankaltaisia kuin hiilen. Sen molekyylit on järjestetty kuusikulmion muotoisiin ristikoihin, jotka muodostavat arkkimaisia järjestelyjä. Juuri tämä molekyylikonfiguraatio edistää grafiitin erinomaisia ominaisuuksia voiteluaineena sekä kuivana että nesteeseen, yleensä öljyyn suspendoituna. Se on yksi pehmeimmistä kaikista luonnossa esiintyvistä mineraaleista ja naarmuuntuu helposti kynsillä. Se näyttää tummalta, hopeanväriseltä kiinteältä aineelta.
Kuten hiili, jolle se on kemiallisesti identtinen, grafiittia esiintyy joskus suurissa suonissa tietyissä muodonmuutoksissa tai pieninä hajallaan erilaisissa mineraaleissa. Grafiitin ominaisuuksien vuoksi se ei sovellu käytettäväksi polttoaineena, koska sitä on erittäin vaikea polttaa. Samoin grafiitti on kemiallisesti erittäin vakaa ja lähes inertti.
Yksi grafiitin mielenkiintoisimmista ominaisuuksista on sen johtavuus. Grafiitti johtaa sähköä, mikä on epätavallista aineelle, joka ei ole metalli. Se ei kuitenkaan ole yhtä johtava kuin metalli, ja se luokitellaan joskus puolijohteeksi. Toinen grafiitin mielenkiintoisista ominaisuuksista on sen vahvat anisotrooppiset lämmön ja äänen johtamisen ominaisuudet. Tämä tarkoittaa, että se johtaa lämpöä ja ääntä yhteen suuntaan erittäin hyvin, kun taas huonosti muihin suuntiin.
Tiede ja teollisuus ovat löytäneet grafiitille monia käyttötarkoituksia. Sen lisäksi, että grafiitin ominaisuudet ovat lyijykynien täyteaine ja laaja valikoima erittäin tehokkaita voiteluaineita, se soveltuu käytettäväksi teräksen, kevyiden, lujien komposiittimateriaalien valmistuksessa ja komposiittisten jarrupalojen osana. käyttää. Sen pehmeys näyttäisi tekevän siitä oudon valinnan lujille komposiiteille, kuten suksille ja kalastussauville, mutta vaikka sen molekyylien litteät arkkirakenteet tekevät siitä pehmeän, nämä levyt voidaan rullata ja muodostaa kuiduiksi, joilla on valtava lujuus voimakkaat siteet yksittäisten atomien välillä.