Graphen ist eine zweidimensionale, hexagonale Anordnung von sp²-hybridisierten Kohlenstoffatomen mit einer Dicke von einem Atom. Es weist extrem hohe Zugfestigkeit, Steifigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Elektronenmobilität auf. In der Werkstoffwissenschaft dient Graphen als Verstärkungsphase in Verbundwerkstoffen, als leitfähige oder Barrierebeschichtung und als aktive Schicht in Sensoren, Energiespeichern und elektronischen Bauelementen.