Grafen – płaska struktura złożona z atomów węgla, połączonych w sześciokąty.

Materiał ten kształtem przypomina plaster miodu, a ponieważ ma jednoatomową grubość, w uproszczeniu określa się go mianem struktury dwuwymiarowej.

Grafen jest przedmiotem zainteresowania przemysłu ze względu na różne właściwości, w tym elektryczne i mechaniczne.

Opis teoretyczny grafenu powstał już w 1947 w pracy Philipa Russela Wallace’a. Jednak w tym samym okresie opublikowano szereg innych prac, w których dowodzono, że grafen, jak i inne materiały dwuwymiarowe, nie może istnieć w przyrodzie. Na początku lat 80. ubiegłego wieku pojawiały się artykuły wskazujące, że grafen można wytworzyć. W 2004 roku nastąpił przełom – równolegle grupy z Georgii i Manchesteru pokazały, że wytworzony przez nich grafen ma unikatowe własności, które zostały przewidziane wcześniej.

Po tych publikacjach nastąpiło gwałtowne przyspieszenie prac nad grafenem – zarówno pod kątem czysto badawczym, jak i w poszukiwaniu coraz lepszych metod wytwarzania tego materiału.