Grafit är en allotrop av grundämnet kol, vilket betyder att det är en av ett antal olika former av det rena grundämnet med ett unikt arrangemang av dess atomer, jämfört med andra former av kol. Arrangemanget av kolatomer i grafitmolekyler ger detta ämne några unika egenskaper. Det kan användas som smörjmedel och har egenskaper som normalt bara tillskrivs metaller. Det liknar också på vissa sätt kol. Denna ovanliga kombination av egenskaper gör grafit lämplig för en rad olika applikationer.
Namnet på ämnet grafit myntades av en tysk geolog på 18-talet som anpassade det grekiska ordet ”grapho”, som betyder ”att skriva” på grund av dess användning i pennor, en användning som fortfarande är vanlig idag. I denna applikation kallas grafit ofta för ”blyerts” eller ”bly”, men detta är missvisande, eftersom det inte är bly alls. Grafit är ett naturligt förekommande mineral som består av rent elementärt kol.
Grafitens fysikaliska egenskaper liknar mycket kol. Dess molekyler är arrangerade i hexagonformade gitter som bildar arkliknande arrangemang. Det är denna molekylära konfiguration som bidrar till grafitens utmärkta egenskaper som smörjmedel, både i torr form och suspenderad i flytande, vanligtvis olja. Det är en av de mjukaste av alla naturligt förekommande mineraler och är lätt att repa med en nagel. Det ser ut som ett mörkt, silverfärgat fast ämne.
Liksom kol, som det är kemiskt identiskt med, finns grafit ibland i stora ådror inom vissa metamorfa bergarter, eller som små spridda flingor inom en mängd olika mineraler. Grafitens egenskaper gör den dock olämplig att använda som bränsle, eftersom den är mycket svår att bränna. Likaså är grafit kemiskt mycket stabil och nästan inert.
En av de mer intressanta egenskaperna hos grafit är dess ledningsförmåga. Grafit leder elektricitet, vilket är ovanligt för ett ämne som inte är en metall, särskilt eftersom minst en annan elementär kolallotrop, diamant, inte är ledande alls och faktiskt är en mycket bra isolator. Den är dock inte lika ledande som en metall och klassificeras ibland som en halvledare. En annan av grafitens intressanta egenskaper är dess starka anisotropa egenskaper för värme- och ljudledning. Det gör att den leder värme och ljud åt ena hållet väldigt bra samtidigt som den går så dåligt åt andra håll.
Vetenskapen och industrin har hittat många användningsområden för grafit. Förutom dess applikationer som fyllmedel för pennor och ett brett utbud av högeffektiva smörjmedel, gör grafitens egenskaper den lämplig för användning vid tillverkning av stål, låg vikt, höghållfasta kompositmaterial och som en komponent för kompositbromsbelägg, bland många andra använder. Dess mjukhet verkar göra det till ett märkligt val för höghållfasta kompositer som de som används i skidor och fiskespön, men medan de platta plåtformationerna av dess molekyler gör den mjuk, kan dessa plåtar rullas och formas till fibrer med enorm styrka p.g.a. de kraftfulla bindningarna mellan de enskilda atomerna.