El grafeno, al poseer una extensa estructura bidimensional compuesta por una sola capa de átomos de carbono le confiere la capacidad de autoenfriamiento y amplios sitios de interacción. Es decir, es sensible a cualquier molécula que se deposite en su superficie y puede reaccionar con otras sustancias para formar compuestos con propiedades nuevas o mejoradas.

Si alguna de las láminas del grafeno pierde átomos, los átomos vecinos interactúan para rellenar los huecos restaurando sus conexiones. Este proceso permite que el grafeno mantenga su estructura y propiedades a pesar de enfrentarse a deformaciones y daños.

La dureza del Grafeno es superior a la del diamante y aproximadamente 100 veces más resistente que el acero a igualdad de espesor. También es rígido, con lo que soporta grandes esfuerzos sin deformarse. De esta forma el grafeno es ideal para aplicaciones en áreas que requieren alta resistencia y durabilidad.

Pese a su dureza y rigidez, el grafeno es un material flexible y elástico, de tal forma que admite elongaciones reversibles y puede doblarse sin sufrir daño alguno; por lo tanto, los materiales con grafeno tienen menos posibilidades de quebrarse y son más duraderos.

En su forma más pura, el grafeno es un conductor altamente eficiente de electricidad con incluso 10 veces mayor conductividad que el cobre o el aluminio y, bajo determinadas condiciones también puede actuar como semiconductor; además, su capacidad de autoenfriamiento le permite soportar intensas corrientes eléctricas sin calentarse.

El Grafeno es un excelente conductor térmico porque los electrones se mueven libremente y a una gran velocidad por toda su superficie. Esta característica lo ha convertido en un material altamente estudiado y aplicado para el diseño de dispositivos electrónicos, sistemas de refrigeración y otras tecnologías que generen calor en su funcionamiento, no solo para disipar el calor, sino para optimizar su funcionamiento.

A diferencia de muchos materiales que se deterioran o degradan por los efectos de la radiación UV, el grafeno mantiene su integridad estructural y propiedades mecánicas; esto lo convierte en un candidato prometedor para aplicaciones que requieren una protección duradera contra la luz solar, como recubrimientos protectores, plásticos, textiles, materiales de construcción y dispositivos electrónicos al aire libre. También puede ser utilizado en entornos donde se emite radiación (hospitales), para crear zonas más seguras para la salud y para reducir el deterioro de los materiales expuestos.

La densidad e impermeabilidad del grafeno es asombrosa y se destaca por su capacidad de actuar como una barrera casi perfecta contra la penetración de líquidos y gases, incluso contra los más pequeños, como el helio. Esto despertó el interés en las tecnologías de membranas para filtración y eliminación de toxinas en el agua, desalinización e incluso para la producción de biocombustible. Otras industrias que hoy día se benefician de esta propiedad son las de la construcción y de recubrimientos.

La disposición y densidad electrónica de las láminas del grafeno crea un trayecto sinuoso y de repulsión contra la adhesión y crecimiento de microorganismos desde su superficie hacia el interior de su estructura. Además, su biocompatibilidad le ha permitido incursionar en el ámbito médico principalmente para la ingeniería de tejidos en regeneración ósea, de piel o para el diseño de prótesis articulares o materiales dentales para el diseño de materiales con mayor vida útil gracias a una mayor resistencia mecánica, mejor estimulación celular y menor riesgo de infección.

La combinación entre biocompatibilidad y actividad antimicrobiana hace del grafeno un material versátil y prometedor en la búsqueda de soluciones innovadoras para mejorar la salud y la calidad de vida de las personas.