Karbon alotropları karşılaştırması, aynı elementin farklı yapısal düzenlemelerinin ne denli farklı fiziksel ve elektriksel özellikler yarattığını gösteren dikkat çekici bir örnektir. Grafen, karbon nanotüp ve fullerene; karbon atomlarının bağlanma geometrisindeki farklılıklarla birbirinden keskin biçimde ayrılır. **Grafen: İki Boyutlu Mükemmellik** Karbon alotropları karşılaştırmasında grafen, tek atom kalınlığında hekzagonal ızgara biçiminde düzenlenmiş karbon atomlarından oluşan iki boyutlu bir malzemedir. Elektrik iletkenliği olağanüstü yüksektir; oda sıcaklığında elektron mobilitesi geleneksel yarı iletkenlerle kıyaslanamayacak kadar üstündür. Mekanik açıdan da grafen, şimdiye kadar test edilmiş en dayanıklı malzemelerden biridir. Buna karşın grafenin bant aralığı (band gap) sıfırdır; bu özellik onu transistör uygulamaları için doğrudan uygunsuz kılar. Band aralığı açmak için ek mühendislik çözümleri (kimyasal fonksiyonelleştirme, şerit grafenleri) araştırılmaktadır. **Karbon Nanotüp: Silindirik Güç** Karbon alotropları karşılaştırmasında karbon nanotüpler, grafeni silindirik biçimde sarmalamayla elde edilen tek ya da çok duvarlı yapılardır. Yapısal parametrelerine (kiral vektör) bağlı olarak metalik veya yarı iletken özellik gösterebilirler. Karbonun sp² hibritleşmesinden kaynaklanan yüksek mekanik dayanım ve ısıl iletkenlik, nanotüpleri nano-kompozitler ve nanoelektronik için cazip kılar. **Fullerene: Küresel Yapı** Fullerene (C60 ve türevleri) sferik biçimde kapanan karbon kafes yapılarıdır. Elektronu kolayca kabul edebilen elektron alıcısı nitelikleri, güneş enerjisi dönüşümü ve ilaç taşıyıcı sistemlerinde araştırma ilgisi çekmiştir. Karbon alotropları karşılaştırması göstermektedir ki hangi alotropun üstün olduğu sorusu, uygulamadan bağımsız yanıtlanamaz. Elektron iletimi için grafen; mekanik takviye için nanotüpler; kimyasal fonksiyonelleştirme için fullerene öne çıkar.