אתמול הודיעה האקדמיה השבדית המלכותית למדעים כי פרס נובל לפיזיקה השנה יעבור לאנדרה גיים וקונסטנטין נובוסלוב "לצורך ניסויים פורצי דרך בנוגע לגרפן החומר הדו-ממדי." גרפן הוא אחד מתוך הרבה אלוטרופים, או צורות, של היסוד פחמן. הפחמן הוא מיוחד מכיוון שיש בו כל כך הרבה אלוטרופים שונים (העיקריים מודגשים למטה), שרבים מהם בעלי מאפיינים מיוחדים:
יהלום : אטומי פחמן מתיישרים ומתקשרים זה בזה בסריג הדוק כדי ליצור חומר טבעי קשה ושקוף זה. היהלומים שאנשים חופרים היום נוצרו כמאה מיילים ויותר מתחת לפני כדור הארץ שם הפחמן היה נתון לחום אדיר ולחץ לפני יותר ממיליארד שנה. היצרנים יכולים כעת גם לגדל יהלומים במעבדה ליצירת תכשיטים או למטרות תעשייתיות.
גרפיט : המוליך הרך בעיפרון הוא גרפיט ממש, סריג משושה רעוע וגמיש של אטומי פחמן. שלא כמו יהלום, הגרפיט רך ומוליך חשמל.
גרפן : גיליון הפחמן הדק הזה הוא רק בעובי אטום אחד. גים ונובוסלוב יצרו את גיליון הגרפין הראשון על ידי שימוש בפיסת דבק פשוטה להעלאת פתית פחמן מהגרפיט. גרפן הוא מוליך חשמל טוב, ומדענים חושבים שהוא יכול להועיל בטכנולוגיות כמו מסכי מגע ותאים סולאריים. (הערה צדדית מעניינת: גיים הוא האדם הראשון שאי פעם זכה גם בפרס נובל וגם בפרס נובל איג. הוא זכה בפרס Ig נובל בשנת 2000 על כך שהריף צפרדע עם מגנטים.)
בוקמינסטר-פולרנים : מולקולות הפחמן החלולות הללו, שגולליהן זכו בפרס נובל לכימיה משנת 1996, זוכות לשמה מהדמיון שלהן למבנים הגיאודזיים של באקי פולר. המולקולות מגיעות בצורות כדוריות - נקראות כדורי באקי - והן ניתנות לייצור צינורות פחמן, החזקים פי מאה מפלדה אך שישית ממשקלם.
ננו- קצף פחמן : קצף זה, העשוי כולו מאטומי פחמן, הוא אחד החומרים הכי פחות צפופים בעולם. פחמן בצורה זו משמש כמוליך למחצה והוא מגנטי.
אולם לא כל הפחמן מתחבר למבנים גבישיים מורכבים בעלי תכונות מיוחדות. הצורה המהוללת נקראת פחמן אמורפי .
