2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2、3%的光，导热系数高，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率较高。又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率较低，比铜或银更低。石墨烯适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。