Graphen ist eine zweidimensionale Schicht aus sp2-hybridisierten Kohlenstoffatomen in einem hexagonalen Gitter. Es besitzt außergewöhnlich hohe elektrische Leitfähigkeit, intrinsische Festigkeit, Steifigkeit und Wärmeleitfähigkeit bei atomarer Dicke. In der Werkstoffwissenschaft dient es als Modell-2D-Kristall und als Verstärkung in Verbundwerkstoffen, leitfähigen Beschichtungen und flexibler Elektronik. Eigenschaften hängen stark von Defekten, Schichtzahl, Substrat und Funktionalisierung ab.