Andre GEIM et Konstantin NOVOSELOV ont reçu conjointement le prix Nobel de physique 2010 pour leur découverte du graphène et leurs travaux sur ce matériau.
Le graphène est un cristal monoplan bi-dimensionnel, formé de cellules hexagonales de carbone, dont l'empilement conduit au graphite. L'épaisseur des feuillets correspond donc à la taille d'un atome de carbone. Le graphène possède des propriétés électroniques et mécaniques étonnantes (laissant espérer des applications dans des transistors ultra-rapides tandis que sa résistance mécanique peut connaître des développements dans des polymères ultra-résistants). Isolé en 2004 par A.Geim, sa fabrication est encore aujourd'hui extrèmement coûteuse.
Les nanotubes et les fullérenes, développés par ailleurs, sont aussi des structures bi-dimensionnelles qui peuvent être considérées comme des formes dérivant du grephène.