Grafeen is de meest platte variant van koolstof, slechts één atoom dik. Het materiaal heeft bijzondere eigenschappen: het is sterk, flexibel, ondoordringbaar en zeer goed geleidend.
Grafeen is onderdeel van grafiet, wat je bijvoorbeeld in een potloodpunt vindt. Grafiet bestaat uit gestapelde lagen koolstofatomen. Eén zo’n laag noemen we grafeen. Grafeen is zo dun dat het tweedimensionaal genoemd wordt: onder een microscoop ziet de laag zeshoekige atomen eruit als honingraat of kippengaas.
Grafeen is niet alleen het dunste, maar ook het sterkste kristal dat er is. Daarnaast is het flexibel en stijf tegelijk en in staat gassen tegen te houden. Bovenal is het materiaal een uitzonderlijke geleider: elektronen gaan er bijna met lichtsnelheid doorheen. Dat maakt het zeer geschikt voor allerlei nano-toepassingen. Natuurkundigen experimenteren wereldwijd met het materiaal, bijvoorbeeld om supersnelle computerchips van te maken.
Hoewel de Canadese natuurkundige Philip Russel Wallace in 1947 al speculeerde over de verbindingen tussen de laagjes koolstof in grafiet, duurde het tot 2004 voordat grafeen ontdekt werd. De eer kwam André Geim (1958) en Konstantin Novoselov (1974) toe, toen zij in Manchester voor het eerst grafeen maakten door met plakband van grafiet enkelvoudig grafeen af te pellen. Voor hun ontdekking en het onderzoek dat volgde ontving het tweetal in 2010 de Nobelprijs voor Natuurkunde.
Een groot deel van dat onderzoek naar grafeen vond plaats in het High Field Magnet Laboratory (HFML) in Nijmegen, waarbij ze hulp kregen van theoretisch fysicus - en landgenoot - Mikhail Katsnelson. Geim en Novoselov zijn beide hoogleraar aan de Universiteit van Manchester en als bijzonder hoogleraar verbonden aan de Radboud Universiteit, waar de eerste jarenlang werkte en de laatste promoveerde.
