Grafen to pojedyncza warstwa atomowa atomów węgla ułożonych w dwuwymiarową sześciokątną siatkę. Po raz pierwszy został wyizolowany w 2004 i od tego czasu urzeka badaczy i przemysł ze względu na swoją wyjątkową siłę, elastyczność, i przewodność.
Metody produkcji obejmują złuszczanie mechaniczne, chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD), i chemiczna redukcja tlenku grafenu. Każda metoda ma swoje zalety i ograniczenia, wpływające na jakość, rozmiar, i koszt wyprodukowanych arkuszy grafenu.
Podczas gdy czysty grafen wydaje się być stosunkowo nietoksyczny, obawy pojawiają się w przypadku krawędzi arkuszy grafenu i mniejszych cząstek tlenku grafenu, które w przypadku wdychania mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia. Trwające badania mają na celu wyjaśnienie długoterminowych skutków zdrowotnych narażenia na grafen.
Tak, postęp w CVD i innych technikach umożliwił produkcję grafenu na większą skalę. Jednakże, produkujących wysokiej jakości, Grafen wielkopowierzchniowy niezmiennie pozostaje wyzwaniem.
Cena grafenu różni się znacznie w zależności od metody produkcji i jakości. W miarę doskonalenia technik produkcji i zwiększania skali, oczekuje się, że koszt spadnie, zwiększenie dostępności grafenu w powszechnych zastosowaniach.
W czystej postaci, grafen nie jest magnetyczny. Jednakże, poprzez domieszkowanie lub bliskość materiałów magnetycznych, grafen może wykazywać właściwości magnetyczne, otwierają możliwości w spintronice i innych zastosowaniach magnetycznych.
Aerożel jest ultralekki, porowate ciało stałe składające się z sieci cząstek stałych połączonych w trójwymiarową matrycę z powietrzem wypełniającym przestrzenie. Po raz pierwszy powstał w 1931 i często jest opisywany jako "zamrożony dym" ze względu na swój eteryczny wygląd.
Aerożele charakteryzują się niską gęstością, wysoka porowatość, doskonałe właściwości izolacji termicznej i akustycznej, przejrzystość optyczna, i zmienną hydrofobowość. Cechy te sprawiają, że aerożele nadają się do szerokiego zakresu zastosowań.
Aerożele są stosowane w izolacji budynków, inżynieria lotnicza, sprzątanie wycieków ropy, kataliza, odzież, sprzęt wojskowy, i elektronikę, wśród innych dziedzin. Ich unikalne właściwości pozwalają na innowacyjne rozwiązania w obszarach wymagających lekkich, a jednocześnie skutecznych materiałów.
Koszt aerożelu może się znacznie różnić w zależności od rodzaju, rozmiar, i ilość. Choć początkowo dość drogi, postęp w produkcji powoduje obniżenie kosztów, czyniąc aerożel bardziej opłacalnym do użytku komercyjnego.
Recykling aerożeli stwarza wyzwania techniczne ze względu na ich złożoną strukturę. Jednakże, trwają wysiłki mające na celu opracowanie metod recyklingu w celu ograniczenia ilości odpadów i poprawy zrównoważonego rozwoju w stosowaniu aerożeli.
Natomiast aerożele są ogólnie uważane za bezpieczne, podczas stosowania należy zachować środki ostrożności, aby uniknąć wdychania pyłu, co może powodować problemy z oddychaniem. Podczas pracy z aerożelami zalecane są odpowiednie protokoły bezpieczeństwa.