กราฟีนเป็นคำศัพท์สำหรับโครงสร้างพิเศษหรืออัลโลโรปของอะตอมคาร์บอนที่พวกเขารวบรวมตัวเองเข้ากับวงแหวนอะตอมของคาร์บอนหกพันธะคู่ในแผ่นสองมิติ ในระดับอะตอมกราฟีนคล้ายกับโครงสร้างของลวดไก่หรือที่ของรั้วเชื่อมโยงโซ่และเป็นโครงสร้างสองมิติซ้ำที่เมื่อพับเป็นกระบอกสูบเป็นที่รู้จักกันเป็นคาร์บอนนาโนทิวบ์หรือเมื่อมีรูปร่างเป็นทรงกลม มักถูกเรียกว่าบัคกี้บอลหรือฟูลเลอรีน หนึ่งในพื้นที่ที่พบมากที่สุดที่มีแผ่นแกรฟีนอยู่ตามธรรมชาติและมีการผลิตในปริมาณเล็กน้อยอยู่ในสิ่งที่มักจะติดฉลากเป็นตะกั่วดินสอซึ่งถูแผ่นตาข่ายคาร์บอนออกจากจุดดินสอเมื่อมันถูกขัดกับกระดาษทิ้งรอยดินสอที่คุ้นเคย .
ทั้งวัสดุกราไฟต์และการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีกราฟีนถือว่ามีความสำคัญในศตวรรษที่ 21 ที่ได้รับรางวัลนักวิจัยสองคนจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2010 Andre Geim นักฟิสิกส์ชาวดัตช์ - รัสเซียและ Konstantin Novoselov นักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย - อังกฤษค้นพบวิธีการปฏิบัติในการผลิตชั้นอะตอมเดี่ยวของกราฟีน แอปพลิเคชันสำหรับชั้นอะตอมของกราฟีนขยายช่วงสเปกตรัมจากการจัดเก็บข้อมูลในรูปแบบหนาแน่นมากไปจนถึงคอมพิวเตอร์อัลตร้าคาปาซิเตเตอร์เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้าและเซลล์แสงอาทิตย์ที่ยืดหยุ่นซึ่งสามารถแทนที่ยากที่จะทำงานกับซิลิคอน รูปร่างของแผ่นกราฟีนที่มีลักษณะสองมิติที่ไม่เหมือนใครทำให้พวกมันมีประโยชน์ในการวิจัยฟิสิกส์ของอนุภาคที่เครื่องเร่งอนุภาคนิวเคลียร์ซึ่งพวกมันสามารถมีมวลเหลือศูนย์ได้ทำให้พวกมันสามารถแสดงลักษณะของ Heisenberg Principle Uncertainty Principle เมื่อถูกโจมตีด้วยกระแสอิเล็กตรอน
การใช้งานเชิงพาณิชย์ที่มีศักยภาพสำหรับ graphene ได้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในเอกสารเผยแพร่โดยชุมชนวิทยาศาสตร์ ในปี 2554 มีการยื่นเอกสารการวิจัยและสิทธิบัตรมากกว่า 25,000 รายการสำหรับการใช้งานกราฟีนโดยเพิ่มขึ้นเฉลี่ยต่อปีจาก 157 ในปี 2547 เป็น 2,500 เอกสารในปี 2553 การพัฒนาด้านโฟโตนิกส์และอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์เป็นหนึ่งในสาขาที่มีแนวโน้มมากที่สุด เนื่องจากวัสดุสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของแผงเปล่งแสงไดโอด (LED) ที่ใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่หน้าจอคอมพิวเตอร์และโทรทัศน์ไปจนถึงเซ็นเซอร์ตรวจจับแสง แกรฟีนจะทำให้จอแสดงผลดังกล่าวมีความยืดหยุ่นและทนทานมากขึ้นและแทนที่ความต้องการในการใช้โลหะที่หายากและมีพิษในการผลิตเช่นแพลทินัมและอินเดียม
หนึ่งในคุณสมบัติหลักของกราฟีนที่จะทำให้มีประโยชน์ในฐานะหน้าจอสัมผัสที่ยืดหยุ่นสำหรับเครื่องถอนเงินอัตโนมัติ (ATM) หรือโซลาร์เซลล์คือมันสามารถโปร่งใสทั้งทางแสงและตัวนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพในเวลาเดียวกัน มันไม่ได้จนกว่าจะได้รับรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์ในปี 2010 แต่เป็นวิธีที่ง่ายในการผลิตเลเยอร์อะตอมเดี่ยวจำนวนมากของวัสดุที่เป็นไปได้ ตั้งแต่การตีพิมพ์วิธีการผลิตโดยนักวิจัยของมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์นักวิทยาศาสตร์ชาวเกาหลีใต้ได้ค้นพบวิธีที่จะขยายกระบวนการผลิตแผ่นวัสดุที่สามารถใช้สำหรับหน้าจอคอมพิวเตอร์และโทรทัศน์ขนาดมาตรฐาน
