Grafen, kendilerini iki boyutlu tabakalarda çift bağlanmış altı karbon atomu halkasına birleştirdikleri özel bir yapı veya karbon atomlarının allotropu için kullanılan bir terimdir. Atom ölçeğinde grafen, tavuk telinin yapısına veya bir zincir bağlantı çitinin yapısına benzer ve silindirlere katlandığında karbon nanotüp olarak bilinen veya bir küreye şekillendiğinde yinelenen iki boyutlu bir yapıdır. , genellikle buckyball veya fullerene olarak adlandırılır. Grafen tabakalarının doğal olarak bulunduğu ve az miktarda üretildiği en yaygın alanlardan biri, bilinen bir kurşun kalem işaretini bırakarak, kâğıtlara sürülürken kurşun kalem noktadan kağıda sürüldüğü zaman, karbon kafes tabakalarını ovalayan kurşun kalemler olarak yanlış etiketlenen alanlardır. .
Hem grafit materyaller hem de grafen teknolojisine yönelik araştırmalar, 21. yüzyılda o kadar önemli olarak kabul edilir ki, 2010 yılında Manchester Üniversitesi'nde 2010'da Manchester Üniversitesi'nde Nobel Fizik Ödülü'nü kazanan iki araştırmacı oldu. Hollandalı-Rus fizikçi Andre Geim ve Konstantin Novoselov Bir Rus-İngiliz fizikçi, tek atomlu grafen katmanları üretmek için pratik bir yöntem keşfetti. Atom grafen katmanları için uygulamalar, bilgisayarlardaki çok yoğun veri depolama biçimlerinden elektrik enerjisini depolamak için ultracapacitators ve silikon ile çalışılması zor olan esnek güneş pillerinden spektrumdadır. Grafen levhaların benzersiz iki boyutlu şekli, nükleer hızlandırıcı tesislerinde parçacık fiziği araştırmalarında yararlıdır, burada dinlenme kütlesi sıfır olabilir, bunlar nispi elektron akışları tarafından bombalandığında Heisenberg Belirsizlik İlkesinin özelliklerini sergilemelerine izin verir.
Grafen için birçok potansiyel ticari uygulama, bilimsel topluluk tarafından yayınlanan makalelerde düzenli bir artışa yol açmıştır. 2011 itibariyle, 25.000'in üzerinde araştırma makalesi ve patenti grafen başvuruları için sunulmuş olup, yıllık ortalama 2004'teki 157'den 2010'a kadar olan 2.500'den fazla makaleye atılmıştır. Grafen fotonik ve optoelektronik cihazlardaki gelişmeler araştırılan en umut verici alanlardan biridir. Bunun nedeni, materyalin bilgisayar ve televizyon ekranlarından ışık sensörlerine kadar her şeyde kullanılan ışık yayan diyot (LED) panellerin verimliliğini artırabilmesidir. Grafen bu tür ekranları esnek ve daha dayanıklı hale getirecek ve imalatlarında platin ve indiyum gibi nadir ve bazen toksik metaller kullanma ihtiyacının yerini alacaktır.
Grafenin otomatik vezne makinesi (ATM) veya güneş pili için esnek bir dokunmatik ekran olarak kullanışlı olmasını sağlayacak ana özelliklerinden biri, hem ışığın geçişinde hem de verimli bir elektrik iletkeni için aynı anda saydam olabilmesidir. 2010 yılında Nobel fizik ödülü verilene kadar değildi, ancak malzemenin büyük miktarda tekli atomik katmanı üretmenin kolay bir yolu mümkündü. Üretim metodolojisinin Manchester Üniversitesi araştırmacıları tarafından yayınlanmasından bu yana, Güney Koreli bilim insanları, standart boyutlu bilgisayar ve televizyon ekranlarında kullanılabilecek malzeme sayfalarını üretmek için süreci büyütmenin bir yolunu buldular.
