Grafeen is een tweedimensionaal materiaal dat bestaat uit een enkele laag koolstofatomen gerangschikt op een rooster met een hexagonale (honingraat)structuur. Het is het basiselement van andere koolstof-allotropen. Zo bestaat grafiet uit opeengestapelde lagen grafeen en zijn koolstofnanobuizen cilinders van grafeen.[1]
Grafeen is meer dan tweehonderd keer sterker dan staal, een uitstekende thermische en elektrische geleider, flexibel, zeer dun en transparant. Dit maakt het potentieel geschikt voor een breed scala aan toepassingen.
In 2004 slaagden Andre Geim en Konstantin Novoselov er als eersten in een laag grafeen te isoleren. Hiervoor, en voor hun onderzoek naar de eigenschappen van grafeen, ontvingen zij in 2010 de Nobelprijs voor Natuurkunde.[2][3]