هم چنین از گرافیت به عنوان کنترل کننده در راکتورهای هسته ای استفاده می شود. گرافیت در راکتورهای هسته ای سرعت نوترون های حاصل از متلاشی شدن هسته اتم های سنگین را کم کرده و آنها را برای ایجاد شکافت در سایر اتمها آماده می کند.

 هیبریداسیون اتمها در ساختمان گرافیت sp2 می باشد. که به واسطه این هیبریداسیون هر اتم کربن با 3 اتم خود پیوند تشکیل می دهد به طوری که تمام اتمهای دارای پیوند در یک صفحه قرار می گیرند و زاویه پیوندی در این اتمها 120 درجه می باشد. یک اربیتال p نیمه پر در هر اتم عمود بر صفحه وجود دارد که با اتمهای صفحه پایینی یا بالایی همپوشانی ناقصی را انجام داده و تشکیل پیوند $\pi$می دهد. به دلیل همپوشانی ضعیف اربیتال ها در پیوند $\pi$پیوند بین صفحات بسیار سست بوده و گرافیت به صورت لایه لایه در می آید. الکترونهای بین صفحات توانایی جابجایی داشته و به همین دلیل گرانیت در طول صفحات ( در راستای موازی با صفحات) رسانای جریان الکتریسیته می باشد.

 فاصله بین لایه ها در حدود۳.۳۵ آنگستروم می باشدُ که با جمع شعاع واندروالسی برابر است و نشان دهنده کوچکی نیروی بین لایه هاست. به همین دلیل گرافیت بسیار نرم بوده و لایه ها به راحتی بر روی یکدیگر می لغزند.

The atomic structure of Graphite, a polymorph containing carbon. Graphite and Diamonds are both polymorphs of carbon.

Crystal lattice of graphite

 

عملاً دو نو ع گرافیت وجود دارد که با هم در تریب قرار گرفتن لایه ها تفاوت دارند. در هیچ حالتی کلیه اتمهای کربن مربوط به لایه ها یک در میان بر هم منطبق هستند. ولی در پایدارترین حالت لایه ها یک در میان بر هم منطبق هستند.

Diagram of graphite structure

 از گرافیت هم چنین یک شکل لوزی نیز موجود است که در آن لایه دو در میان قابل انطباق هستند. این شکل بیشتر در گرافیت های طبیعی مشاهده شده است.

بسیاری از شکلهای کربن بی ریخت، مانند زغال معمولی، دوده، دوده چراغ در واقع به شکل بلورهای ریز گرافیت هستند. در پاره ای از دوده ها این بلور های ریز به اندازه ای کوچکند که فقط چند سلول واحد از ساختمان گرافیت را دارند.

یکی از جنبه های مهم تکنولوژی گرافیت، تولید الیاف بسیار محکم به وسیله پیرولیز الیاف پلیمر آلی با جهت یابی معین در دمای ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر است، در این مورد می توان پلی آکریلونیتریل یا پلی آکریلات استره یا سلولز را به عنوان مثال ذکر کرد. وقتی این الیاف ها در پلاستیک ها به کار می روند ماده به دست آمده سبک و دارای استحکام زیادی است. اشکال دیگر گرافیت مانند اسفنج، ورقه و رشته را نیز می توان تهیه کرد.

ساختمان لایه ای و بسیار سست گرافیت باعث می شود، بسیاری از مولکولها و یونها بین لایه ها نفوذ کرده و به این ترتیب ترکیبات بین شبکه ای یا لایه ای تشکیل شود. که این عمل به منظور نارسانا ساختن یا تقویت رسانایی الکتریکی گرافیت کاربرد دارد.