Grafitul este un alotrop al elementului carbon, ceea ce înseamnă că este una dintre numeroasele forme diferite ale elementului pur, cu un aranjament unic al atomilor săi, în comparație cu alte forme de carbon. Dispunerea atomilor de carbon în moleculele de grafit conferă acestei substanțe unele proprietăți unice. Poate fi folosit ca lubrifiant și are caracteristici care în mod normal sunt atribuite doar metalelor. De asemenea, este asemănător, în anumite privințe, cu cărbunele. Această combinație neobișnuită de caracteristici face grafitul potrivit pentru o serie de aplicații diferite.
Numele substanței grafit a fost inventat de un geolog german în secolul al XVIII-lea, care a adaptat cuvântul grecesc „grapho”, care înseamnă „a scrie”, datorită utilizării sale în creioane, o utilizare care este încă comună și astăzi. În această aplicație, grafitul este adesea numit „mină de creion” sau „mină”, dar acest lucru este înșelător, deoarece nu este deloc plumb. Grafitul este un mineral natural compus din carbon elementar pur.
Proprietățile fizice ale grafitului sunt foarte asemănătoare cărbunelui. Moleculele sale sunt aranjate în rețele în formă de hexagon care formează aranjamente asemănătoare foilor. Această configurație moleculară este cea care contribuie la proprietățile excelente ale grafitului ca lubrifiant, atât sub formă uscată, cât și în suspensie în lichid, de obicei ulei. Este unul dintre cele mai moi dintre toate mineralele naturale și se zgârie ușor cu unghia. Apare ca un solid întunecat, argintiu.
Asemenea cărbunelui, cu care este identic din punct de vedere chimic, grafitul se găsește uneori în vene mari în anumite roci metamorfice sau sub formă de fulgi mici împrăștiați într-o varietate de minerale. Cu toate acestea, proprietățile grafitului îl fac nepotrivit pentru utilizare ca combustibil, deoarece este foarte greu de ars. De asemenea, grafitul este foarte stabil din punct de vedere chimic și aproape inert.
Una dintre cele mai interesante proprietăți ale grafitului este conductivitatea acestuia. Grafitul conduce electricitatea, ceea ce este neobișnuit pentru o substanță care nu este un metal, mai ales că cel puțin un alt alotrop de carbon elementar, diamantul, nu este deloc conductor și este de fapt un izolator foarte bun. Cu toate acestea, nu este la fel de conductor ca un metal și uneori este clasificat ca semiconductor. O altă dintre proprietățile interesante ale grafitului este proprietățile sale anizotrope puternice de conducție a căldurii și a sunetului. Aceasta înseamnă că conduce căldura și sunetul într-o direcție foarte bine, în timp ce face acest lucru prost în alte direcții.
Știința și industria au găsit multe utilizări pentru grafit. Pe lângă aplicațiile sale ca umplutură pentru creioane și o gamă largă de lubrifianți extrem de eficienți, proprietățile grafitului îl fac potrivit pentru utilizarea în fabricarea de oțel, materiale compozite cu greutate redusă, de înaltă rezistență și ca componentă pentru plăcuțe de frână compozite, printre multe altele. utilizări. Moliciunea sa ar părea să o facă o alegere ciudată pentru compozitele de înaltă rezistență, cum ar fi cele folosite la schiuri și bețe de pescuit, dar în timp ce formațiunile plate ale moleculelor sale o fac moale, aceste foi pot fi rulate și formate în fibre cu o rezistență enormă datorită legăturile puternice dintre atomii individuali.