மான்செஸ்டர் பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த ஆண்ட்ரே கிம் (Andre Geim ) மற்றும் கோன்ஸ்டன்டின் நோவோசெலோவ் (Konstantin Novoselov ஆகியோரால் கிராபீன் முதன் முதலில் கிராபைட்டிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்டது; இச்செயலுக்காகவும் கிராபீனைப் பற்றிய இயற்பியலை விளக்கியதற்காகவும் இவர்களிருவருக்கும் இயற்பியல் நோபல் பரிசு 2010-ஆம் ஆண்டு வழங்கப்பட்டது. பென்சீன் கட்டமைப்பைப் போல உள்ள இதில் கார்பன் அணுக்கள் எல்லாம் ஒரே தளத்தில் அமைந்திருக்கும் . கிராபீன் ,தேன்கூடு போன்ற படிக அணித்தளத்தில் ,ஒன்றை அணு தடிப்புடன் வெறும் கார்பன் அணுக்களின் பிணைப்பால் கட்டமைக்கப்பட்டது இதில் கார்பன்- கார்பன் பிணைப்பின் நீளம் ௦.142 நானோ மீட்டராகும்       

        

.கிராபீன் தளங்களை அடுக்கி கிராபைட்டை உருவாக்கினால் அணித்தள இடைவெளி  0, 35 நானோ மீட்டராக இருக்கும்.இதன் வலிமையும் நிலைப்புத் தன்மையும் மிகவும் அதிகம் .  இவ்வளவு மெல்லியதாக இருந்தாலும் எக்கை காட்டிலும் உறுதியானதாக இருக்கின்றது. உண்மையில் கிராபீன் கிராபைட்டிலிருந்தே உருவாக்கப்பட்டது கிம்மும் நோவாசெலோவும் கிராபைட்டின் மேல் ஒட்டு நாடாவை (cellotape) மீண்டும் மீண்டும் ஒற்றி எடுப்பதன் மூலம் கிராபைட்டை செதில் செதிலாக்கி அச்செதில்களை ஆக்சிசனேற்றப்பட்ட சிலிகான் தளத்தின் மேல் வைத்து மீண்டும் ஒற்று வேலையைச் செய்ததன் மூலம் இறுதியில் கிராபீனைப் பிரித்தெடுத்தனர்.

கிராபீனின்  சிறப்பியல்புகள்

உலகிலேயே மிகவும் மெல்லிய பொருளான கிராபீன், உலகிலேயே மிகவும் உறுதியான பொருளும் கூட! (எஃகை விட இது 100 மடங்கு உறுதியானது)/ ஒரு மில்லிமீட்டர் தடிமனுள்ள கிராபைட்டில் மூன்று மில்லியன் கிராபீன் அடுக்குகளை வைக்க முடியும்; அவ்வளவு மெலிதான பொருள் இது. கிராபீனைக் கொண்டு சுழிப்பரிமாணப் பொருளான புல்லரீன், ஒரு-பரிமாணப் பொருளான கரிம நேனோகுழாய், முப்பரிமாணப் பொருளான கிராபைட் ஆகியவற்றை உருவாக்க இயலும். ஏறக்குறைய முழுமையான ஒளி-ஊடுருவுந் தன்மையுடன் இருந்தாலும், இது மிகுந்த அடர்த்தி கொண்டுள்ளதால், மிகச்சிறிய அணுவான ஒரு ஹீலியம் அணு கூட இதனுள் ஊடுருவ முடியாது..

இது தாமிரத்தையொத்த மின்கடத்துத் தன்மை கொண்டது; இதன் வழியாகப் பாயும் மின்னோட்டம் மிகச்சிறியளவு ஆற்றலையே இழப்பதாலும் கட்டமைப்பதற்கு எளியதாக  இருப்பதாலும் தொகுப்புச் சுற்றுகள் (integrated Circuits) உருவாக்குவதில் எதிர்காலத்தில் கிராபீன் பெருமளவு பங்களிக்கக் கூடும். என்று கூறுகின்றார்கள். கிராபீனின் அணித்தள விடை வெளியின் ஊடாக எலெக்ட் ரான்கள் மோதல்கள் ஏதுமின்றி எளிதாகக் கடந்து செல்கின்றன. .இதில் பாயும் எலக்ட்ரான்கள் ஒளித்துகளான போட்டானைப் போன்று செயல்படுகின்றன; அதாவது, கிட்டத்தட்ட நிறையற்ற துகளைப் போல. இதனால், மிகப்பெரிய துகள் முடுக்கிகள் பெரும் ஆற்றலைச் செலவிட்டு செய்யக்கூடிய வேலையை கிராபீனால் மிக எளிதில் செய்ய முடியலாம் என்று கூறுகின்றார்கள்

 கிராபைட்

             கார்பன் அணுக்கள் அணிக்கோவையில் அமையப்பெற்று  கிராபைட்டும் படிகக் கட்டமைப்புடன் உள்ளது..இருப்பினும் அதன் அணிக்கோவையின் தன்மை ,வைரத்தின் படிக க் கட்டமைப்பிலிருந்து வேறுபட்டிருக்கின்றது..கிராபைட்டில் கார்பன் அணுக்கள் ஒரு தளத்தில் மட்டுமே இடம் பெறுகின்றன. அதனால் கிராபைட் என்பது அடுக்கடுக்கான தளங்களைக் கொண்டுள்ளது எனலாம்

              3.39 ஆங் ஸ்டிராம் ( 1  ஆங் ஸ்டிராம் = 10 ^-10 மீ ) தளவிடைத்  தொலைவில் சிக்கலான தள அடுக்குகளுடன் கூடிய கட்டமைப்புடன் கிராபைட் உள்ளது . இத்தளங்களில் கார்பன் அணுக்கள் 1.42 ஆங் ஸ்டிராம் பக்க நீளத்துடன் கூடிய ஒழுங்கான ஆறுபக்கவடிவில் (regular hexagon )  அமைந்துள்ளன .தளவிடைத் தொலைவைப் போல்  இரண்டு பங்குத் தொலைவில் படிகத்தின் கட்டமைப்பு மீண்டும்ஒன்றுபோல ஒத்திருக்கின்றது ..தளவடுக்கின்  காரணமாக கிராபைட்டைத் தகடுதகடாகப் பிரிக்க முடியும் எனினும் ஒரே தளத்தில் கார்பன் அணுக்கள் வைரங்களில் உள்ளதைக் காட்டிலும் மிக இருக்கமாகப் பிணைவுற்றிருக்கின்றன.  

கிராபைட் பளபளப்புடன் கூடிய கருமைநிறத்தையும் ஒளி உட்புகாத் தன்மையையும் கொண்டுள்ளது. உராய்வின்றி நழுவிச் செல்லக்கூடியது என்பதால் இதை பென்சில் போன்ற எழுது கோல்களில் பயன்படுத்துகின்றார்கள் . தாளில் நழுவிச் செல்லும் போது  ஒரு கரிய தடத்தை விட்டுச் செல்கின்றது . இது ஒரு திண்ம நிலை மசகுப் பொருளாகவும் பயன்படுகின்றது. வைரம் போல கிராபைட்டும் நீரில் கரைவதில்லை . உயர்ந்த உருகு நிலையும்  கொண்டுள்ளது ஆனால் மின்சாரத்தை எளிதாகக் கடத்துகிறது. இதனால் கிராபைட் மின்னார் பகுப்பு  ஊடகங்களில் மின்வாய்களாகப் பயன்படுகின்றது . கிராபைட்டின் அணித்தளக் கட்டமைப்பில் ஒவ்வொரு கார்பன் அணுவும் மூன்று கார்பன் அணுக்களுடன் சகப் பிணைப்பில் இணைந்துள்ளன. அதனால் ஒவ்வொரு  கார்பன் அணுவும்  ஒரு உதிரி எலெக்ட்ரானைக் கொண்டுள்ளன . இந்த எலெக்ட்ரான் களே  கிராபைட்டிற்கு மின்கடத்து திறனைத் தருகின்றன . எனினும் அணித்தளத்தில் கார்பன் அணுக்கள் மிகவும் வலுவாகப் பிணைந்திருக்கின்றன.

கிராபைட்டும் ஆல்பா ,பீட்டா என இரு வகைப்படுகிறது. இவை ஒத்த இயற்பியல் பண்புகளைப் பெற்றிருந்தாலும் இவற்றின் படிகக்கட்டமைப்பு மாறுபட்டிருக்கிறது. இயற்கையில் கிடைக்கும் கிராப்பைட்டில் ஆறு செவ்வகப் புறத் தளமுடைய(rhombohedral) பீட்டா வடிவம் 30 % க்கு மேல் உள்ளது. ஆனால் செயற்கையாக உற்பத்தி செய்யப்படும் கிராபைட்டில் ஆறுமுக புறத்தளமுடைய (hexagonal) ஆல்பா வடிவம் மட்டுமே உள்ளது. இயந்திரப் பண்டுவத்தினால் ஆல்பா கிராபைட்டை பீட்டா கிராபைட்டாக்க முடியும். 1000⁰ C மேல் சூடுபடுத்தும் போது பீட்டா கிராபைட் ஆல்பா கிராபைட்டாக உருமாறுகிறது

புல்லரின் (Fullerene)

          குரோடோ (kroto ) மற்றும் ஸ்மாலே (smalley) என்ற விஞ்ஞானிகள் நீள் வட்டப் பந்து வடிவ C 60 ,C 70 என்று குறிப்பிடப்படும் 60,70 கார்பன் அணுக்களால் ஆன புல்லரின் என்ற குடும்பம் சார்ந்த மூலக்கூறைக் கண்டறிந்தனர். கார்பன் அணுக்களால் மட் டுமே கட்டமைக்கப்பட்ட எந்த மூலக்கூறும் புல்லரின் எனப்படும் இது கோள வடிவில் இருந்தால் அதைப் பந்து வடிவ மூலக் கூறு (bucky ball ) என்றும் நீள் உருளை வடிவில் இருந்தால் அதை கார்பன் நானோ குழல் (Carbon nano tube) அல்லது குழல் வடிவ மூலக்கூறு(Bucky tube) என்றும் கூறுவர். C60 முதன் முதலாக 1985 ல் Richard Smalley, Robert Curl,James Heath o’Breien மற்றும் Harold Kroto என்ற விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்தனர். C60 , C70 மட்டுமின்றி C 72, C76 , C82 , C84 C100 போன்ற புல்லரின்களையும் அறிந்துள்ளனர். மிகச் சிறிய புல்லரின் ஆக C 20 உள்ளது 6500 ஒளியாண்டுகளுக்கு அப்பாலுள்ள ஒரு விண்மீனைச் சுற்றியுள்ள தூசி மண்டலத்தாலான நெபுலாவில் 2010ல் C 60 என்ற புல்லரினை கண்டறிந்தனர்.

 புல்லரின் மூலக்கூறு  வினைத்திறம் மிக்கது. உலோகவியல் துறையிலும் மருத்துவத் துறையிலும் இதன் பயன்பாடு நாளுக்கு நாள் அதிகரித்துக் கொண்டே வருகின்றது டங்ஸ்டன் ,மாலிப்பிடினம் போன்ற உலோகங்களின் சல்பைடுகள் இணைந்துள்ள திரவலற்ற வடிவமைப்புடன் கூடிய  புல்லரின் மிகச் சிறந்த திண்ம நிலை மசகுப் பொருளாகப் பயன்படுகின்றது. மின்கடத்தும் கார்பன் நானோ டியூப்  எனப்படும் புல்லரின் மீது உலோக சல்பைடு பூச்சொன்றைப் பூசி மின் காப்பு செய்யப்பட்ட நுண்ணிய மின் கம்பிகளைத் தயாரிக்கிறார்கள் . புல்லரின்களின் உலோக வலிமை மிகவும் அதிகம். அதனால் இது எளிதில் முறிந்து விடுவதில்லை ஒரு மீட்டர் நீளமுள்ள புல்லரின் தண்டு அதே நீளமும் ஆனால் அதைவிட 1/6 மடங்கு எடை குறைந்த எக்குத் தண்டை விட 50-100 மடங்கு உறுதிமிக்கதாக இருக்கின்றது. இதன் பயன்பாடு கட்டுமானத் துறையிலும் விமானம் மற்றும் தானியங்கு வண்டிகள் தயாரிப்பிலும் பெரிதும் உணரப்பட்டுள்ளது எதிர் காலத்தில் இதன் பயன்பாட்டை விரிவு படுத்த அதிக நீளமுள்ள புல்லரினின் வலிமையை உயர்த்தும் வழிமுறையை ஆராய்ந்து வருகின்றார்கள்

நுண்மைத் தன்மையாலும் ,அதிகமான வலிமையாலும் இது அறுவைச் சிகிச்சை முறையில் பயன்படுகின்றது. மருத்துவத் துறையில் இது ஒளியால் கிளர்வூட்டப்படும் எதிர் நுண்ணுயிர் (Anti-microbial)  பொருளாகப்  பயன்படுகின்றது.MRI மற்றும் எக்ஸ்கதிர் படங்களில் கூடுதல் தெளிவை ஏற்படுத்த இது துணைபுரிகின்றது எலெக்ட்ரான் மீது அதிக நாட்டம் கொண்டிருப்பதால்  புல்லரின் பகுதி மூலக்கூறுகளுடன் வினைபுரிகின்றன என்பதால் அதை ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்தலாம். அதனால் இதுவொரு எதிர் நச்சுயிரியாகப் (Antiviral agent) பயன்படுகின்றது  இளமையூட்டும் முகப் பூச்சுக்களில் புல்லரின் ஒரு மூலப்பொருளாகப் பயன்படுகின்றது. சில வகையான புலலரின்கள் புரோட்டீன் மற்றும் டிஎன்ஏ (DNA) போன்ற உயிரியல் மூலக்கூறுகளுடன் இணைந்து வேற்றுருவைக் கொடுக் கின்றன .அதனால் இதை ஒரு எதிர்புற்றுநோய்ப் பொருளாகப் பயன்படுத்துகின்றார்கள். புல்லரின் மீது மருத்துப் பொருளை மேற்பூச்சாகப் பூசி உட்செலுத்த அது புற்றால் பாதிக்கப்பட்ட  பகுதிக்குச்  சென்று மருந்தையும் புல்லரினையும் விநியோகிக்கின்றது

நுண்மைக் குழல்கள் (nano tubes)

குழல்கள் புல்லரின் வகையாகும். மூல க்கூறு அளவுகளில் வெறும் கார்பன் அணுக்களால் கட்டமைக்கப்பட்ட நுண் வடிவக் குழல்களே நுண்மைக் குழல்களாகும். பக்கச் சுவற்றின் தடிப்பு கிராபைட் டின் தளம் போன்றதே. இவற்றின் உருகு நிலை பிறவற்றைக் காட்டிலும் அதிகம். கிராபைட் போலவே மின்சாரத்தை எளிதில் கடத்துகிறது

வெள்ளைக் கார்பன் (White Carbon)

       கார்பனுக்கு வெள்ளைக் கார்பன் என்று நான்காவது வேற்றுரு இருக்கலாம் என்று அறிந்துள்ளனர். இது சிறிய கார்கள் மற்றும் ஸ்கூட்டர்களின் உடல் கட்டமைக்கப் பயன்படுகிறது 1969 ல் கார்பனின் இந்த நான்காவது வேற்றுரு இனமறியப்பட்டது. ஆவியாக்கப்பட்ட கிராபைட்டை ,தாழ்ந்த வெப்ப நிலையில் திண்மமாக உறையச் செய்யும் போது இது காணப்பட்டது. வெள்ளைக் கார்பன் வழிச் செலுத்தப் படும் ஒளி இரு கூறாகத் தளவாக்கம் (Polarization) செய்யப்பட்டு உடுருவிச் செல்கிறது.

             இன்றைக்கு கட்டமைப்பை மாற்றி கிராபீன் என்றொரு கடினமான பொருளைக் கண்டுபிடித்துள்ளனர் .கிராபீன் என்பது கரி அல்லது கார்பனின் புறவேற்றுமை வடிவங்களுள் ஒன்று. இது வலைப்பின்னல் போன்ற, அறுபக்க வடிவில் பிணைக்கப் பட்டுள்ள கரிம அணுக்களாலான, மெல்லிய தாளையொத்த பொருள். இதுவே முதலில் உருவாக்கப்பட்ட இரு-பரிமாணப் பொருள் எனலாம் ] கிராபீனின் தடிமன் ஒரு-அணு அளவையொத்தது. இதிலுள்ள கரிம அணுக்கள் sp2 இணைப்பில் உருவானவை; இதன் வேதிச் சமன்பாடு C₆2H₂0.