Le carbone possède plus d'un allotrope, comme le graphite, le diamant et le fullerène. Chaque allotrope a sa structure et ses propriétés uniques. Pour convertir un allotrope en un autre, des conditions spécifiques de température et de pression, ou des réactions chimiques, sont nécessaires.

Par exemple, pour convertir le graphite en diamant, nous pouvons soumettre le graphite à des conditions de pression et de température élevées, généralement obtenues grâce à un processus appelé dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ou synthèse haute pression et haute température (HPHT). Ce processus recrée les conditions extrêmes trouvées au plus profond de la Terre où se forment les diamants naturels.

D’un autre côté, la conversion du diamant en graphite est un processus plus difficile car il nécessite de briser les fortes liaisons carbone-carbone du réseau du diamant. Généralement, cela implique de chauffer le diamant à des températures extrêmement élevées dans un environnement sans oxygène. Ce processus est connu sous le nom de graphitisation et peut se produire à des températures supérieures à 2 000 degrés Celsius.

Par conséquent, la conversion d’un allotrope de carbone en un autre nécessite des techniques spécifiques qui exploitent la température, la pression ou des réactions chimiques pour modifier les arrangements atomiques et les structures des atomes de carbone.