شكل بلوري من الكربون بتركيب طبقي، يُستخدم في أقلام الرصاص وكمواد تشحيم.الجرافيت هو شكل بلوري طبيعي من الكربون حيث تُرتَّب الذرات في طبقات سداسية يمكن أن تنزلق فوق بعضها بسهولة. هذا التركيب الطبقي يمنح الجرافيت خصائصه المميزة: فهو ناعم، زلق، وموصل ممتاز للكهرباء، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في أقلام الرصاص وكمواد تشحيم جافة. في الفيزياء الحديثة، يُعد الجرافيت المادة الأولية لإنتاج الجرافين، وهو طبقة ذرية واحدة من الكربون تتمتع بخصائص إلكترونية وحرارية وميكانيكية استثنائية.
استُخدم الجرافيت لقرون، واسمه مشتق من الكلمة اليونانية 'graphein' (بمعنى الكتابة). تم عزل وتوصيف الجرافين كطبقة واحدة لأول مرة بواسطة أندريه غييم وكونستانتين نوفوسيلوف في عام 2004، مما أكسبهما جائزة نوبل في الفيزياء عام 2010.
في الجرافيت، تشكل كل ذرة كربون روابط تساهمية قوية مع ثلاث ذرات مجاورة في شبكة سداسية مستوية، مما ينشئ صفائح. الإلكترون الرابع يكون غير متمركز عبر الصفيحة، مما يسمح بالتوصيل الكهربائي. ترتبط الصفائح معًا بقوى فان دير فالس الضعيفة، لذا يمكنها الانزلاق بسهولة فوق بعضها البعض، وهذا هو السبب في أن الجرافيت يشعر بالزلق ويمكن أن يترك علامات على الورق. عندما تُعزل هذه الطبقات إلى صفائح مفردة، يُظهر الجرافين الناتج سلوكيات كمومية فريدة، مثل تصرف الإلكترونات كجسيمات نسبية عديمة الكتلة.
يُستخدم الجرافيت في البطاريات ومواد التشحيم والمفاعلات النووية كمهدئ للنيوترونات، بينما يُستكشف الجرافين المشتق منه في الإلكترونيات المرنة والترانزستورات عالية السرعة والمواد المركبة.
الجرافيت هو أحد المواد القليلة التي يمكنها امتصاص النيوترونات دون أن تصبح مشعة بشدة، ولهذا استُخدم كمهدئ في المفاعلات النووية المبكرة، بما في ذلك أول مفاعل بناه إنريكو فيرمي في عام 1942.
