Gli scienziati proposero teoricamente l'esistenza del grafene già nel 1947, ma per molto tempo dopo, gli sforzi per preparare il grafene non ebbero successo. Nel 2004, Geim e Novoselov hanno staccato i fiocchi di grafite dalla grafite con nastro ordinario e ripetuto l'operazione, rendendo i fiocchi di grafite più sottili e sottili, e infine ottenuto fiocchi di grafite monostrato, cioè grafene. Nel 2010 hanno vinto il Premio Nobel per la Fisica. Andre Geim, professore all'Università di Manchester nel Regno Unito, e Konstantin Novoselov hanno vinto il Premio Nobel per la Fisica 2010 per la preparazione del grafene. Geim ha detto in un comunicato stampa che questa è una scoperta fisica emozionante che potrebbe essere direttamente applicata alla produzione di dispositivi elettronici e altri aspetti. Novoselov ha detto che questo è un" salto gigante" per il grafene per muoversi verso applicazioni pratiche.

Il grafene è un cristallo bidimensionale composto da atomi di carbonio che viene rimosso dai materiali di grafite. Ha solo uno strato di atomi di carbonio in spessore. È il materiale più sottile e duro fino ad oggi, con una conducibilità elettrica e termica super forte, ed è quasi completamente trasparente. Molte persone credono che il grafene possa sostituire il silicio come il futuro materiale componente elettronico, e" mostrare i suoi talenti" In molti campi come supercomputer, touch screen e sensori fotonici.

Il grafene è un elemento di carbonio composto da atomi di carbonio disposti ordinatamente in una struttura a reticolo esagonale, che è molto stabile. La sua perfetta struttura reticolare viene spesso scambiata per essere molto rigida, ma non è così. Le connessioni tra gli atomi di carbonio nel grafene sono molto flessibili e quando vengono applicate forze meccaniche esterne, il piano dell'atomo di carbonio si piega e si deforma. In questo modo, gli atomi di carbonio non hanno bisogno di riorganizzarsi per adattarsi alle forze esterne, il che assicura anche la stabilità della struttura del grafene, rendendo il grafene più duro del diamante, pur essendo in grado di allungarsi come la gomma. Questa struttura stabile del reticolo dà anche al grafene un'eccellente conducibilità elettrica. Gli elettroni nel grafene si muovono in orbite senza dispersione a causa di difetti del reticolo o introducendo atomi estranei. A causa delle sue forze interatomiche molto forti, anche a temperatura ambiente, anche se gli atomi di carbonio circostanti collidono, l'interferenza degli elettroni nel grafene è molto piccola.

Geim e Novoselov hanno pubblicato un articolo sulla rivista britannica Nature-Physics il 24 luglio dicendo che per studiare il grafene a livello elettronico, hanno sospeso il grafene multistrato in un ambiente vuoto, il che minimizza lo scattering degli elettroni e facilita l'osservazione di come gli elettroni interagiscono tra loro. I risultati hanno mostrato che gli elettroni si comportano molto diversamente nel grafene rispetto ad altri metalli. Nel grafene, gli elettroni possono muoversi ad alta velocità come i fotoni, che è decine di volte più veloce che nel silicio.