Grafeen ontstaat via een proces dat exfoliatie wordt genoemd, waarbij individuele lagen grafeen worden gescheiden van een bulkmateriaal. Dit proces kan op natuurlijke wijze plaatsvinden of door menselijk ingrijpen. Dit zijn de twee belangrijkste methoden waarmee grafeen wordt gevormd:

1. Mechanische peeling :

- Bij deze methode wordt mechanische kracht, zoals slijpen of afschuiven, uitgeoefend op een grafietkristal.

- Naarmate de grafietlagen worden gescheiden, kunnen grafeenvellen vrijkomen.

- De resulterende grafeenvellen kunnen defecten en onvolkomenheden bevatten als gevolg van het fysieke proces.

2. Chemische exfoliatie :

- Bij chemische exfoliatie worden chemische reagentia of oplosmiddelen gebruikt om de bindingen tussen de grafeenlagen in grafiet af te breken.

- Meestal worden sterke oxidatiemiddelen zoals zuren of intercalatieverbindingen gebruikt om de grafeenvellen te verzwakken en te scheiden.

- Deze methode kan grafeen van hoge kwaliteit produceren met minder defecten vergeleken met mechanische exfoliatie.

Andere technieken voor het vormen van grafeen zijn onder meer chemische dampafzetting (CVD), epitaxiale groei en exfoliatie in de vloeistoffase. CVD omvat het afzetten van koolstofatomen op een substraat, terwijl epitaxiale groei het proces is waarbij grafeen rechtstreeks op een geschikt kristallijn oppervlak groeit. Exfoliatie in de vloeibare fase omvat het dispergeren van grafeenvellen in een oplosmiddel.

De keuze voor de grafeenvormingsmethode hangt af van de gewenste eigenschappen en toepassingen van het resulterende grafeenmateriaal. Elke techniek heeft zijn eigen voor- en nadelen in termen van schaalbaarheid, efficiëntie en kosteneffectiviteit.