Os cientistas propuseram teoricamente a existência do grafeno já em 1947, mas por muito tempo depois, os esforços para preparar o grafeno não tiveram sucesso. Em 2004, Geim e Novoselov retiraram flocos de grafite da grafite com fita comum e repetiram a operação, tornando os flocos de grafite cada vez mais finos, e finalmente obtiveram flocos de grafite de camada única, isto é, grafeno. Em 2010, eles ganharam o Prêmio Nobel de Física por isso. Andre Geim, professor da Universidade de Manchester, no Reino Unido, e Konstantin Novoselov ganharam o Prêmio Nobel de Física de 2010 por preparar grafeno. Geim disse em um comunicado de imprensa que esta é uma descoberta física emocionante que poderia ser aplicada diretamente à fabricação de dispositivos eletrônicos e outros aspectos. Novoselov disse que este é um " salto gigante" para o grafeno mover-se para aplicações práticas.

Grafeno é um cristal bidimensional composto por átomos de carbono que é descascado de materiais de grafite. Tem apenas uma camada de átomos de carbono na espessura. É o material mais fino e mais duro até à data, com condutividade elétrica e térmica super forte, e é quase completamente transparente. Muitas pessoas acreditam que o grafeno pode substituir o silício como o material do componente eletrônico futuro, e" mostrar os seus talentos" em muitos campos tais como supercomputadores, telas sensíveis ao toque e sensores de fótons.

Grafeno é um elemento de carbono composto por átomos de carbono dispostos ordenadamente em uma estrutura de rede hexagonal, que é muito estável. Sua estrutura treliçada perfeita é muitas vezes confundida por ser muito rígida, mas este não é o caso. As conexões entre átomos de carbono no grafeno são muito flexíveis, e quando forças mecânicas externas são aplicadas, o plano do átomo de carbono dobra e deforma. Desta forma, os átomos de carbono não precisam se reorganizar para se adaptar às forças externas, o que também garante a estabilidade da estrutura do grafeno, tornando o grafeno mais duro do que o diamante, ao mesmo tempo em que também é capaz de esticar como a borracha. Esta estrutura de rede estável também dá ao grafeno excelente condutividade elétrica. Os elétrons no grafeno movem-se em órbitas sem dispersão devido a defeitos de rede ou introdução de átomos estranhos. Devido às suas forças interatômicas muito fortes, mesmo à temperatura ambiente, mesmo se os átomos de carbono circundantes colidem, a interferência de elétrons no grafeno é muito pequena.

Geim e Novoselov publicaram um artigo na revista britânica Nature-Physics em 24 de julho dizendo que, a fim de estudar o grafeno de um nível eletrônico, eles suspenderam o grafeno multicamada em um ambiente de vácuo, o que minimizou a dispersão eletrônica e facilitou a observação de como os elétrons interagem uns com os outros. Os resultados mostraram que os elétrons se comportam de forma muito diferente no grafeno do que em outros metais. No grafeno, os elétrons podem mover-se a altas velocidades como fótons, que é dezenas de vezes mais rápido do que no silício.