je forma uhlíku, kterou tvoří jedna či několik málo vrstev rovinné sítě vzájemně propojených atomů uhlíku uspořádaných do tvaru šestiúhelníků (hybridizace sp2). Jedná se o vlastně strukturní součást grafitu, která si vzhledem ke zvláštním fyzikálním vlastnostem, výborné tepelné vodivosti (přes 4000 W•m−1•K−1 u izotopicky čištěného grafenu) a využitelností pro mnohé elektronické a optické aplikace zasloužila vlastní název i Nobelovu cenu za fyziku v r. 2010 pro své objevitele.
Tvoří jej rovinná síť jedné vrstvy atomů uhlíku uspořádaných do tvaru šestiúhelníků spojených pomocí sp² vazeb.
Na obrázku chemická struktura Grafenu
U žádného jiného materiálu nebylo dosud pozorováno, že by se jeho elektrony chovaly, jakoby neměly žádnou efektivní hmotnost pohybovaly se téměř rychlostí světla. K tomuto jevu totiž podle dosavadních znalostí mělo docházet jen ve velmi extrémních podmínkách (např. v okolí černých děr). V případě, že by se toto prokázalo, otevřela by se cesta k vývoji zcela nového druhu tranzistorů.
Kromě elektrické vodivosti je také grafen propustný pro světlo, takže se dá využít při výrobě displejů a fotovoltaických článků. Může tak nahradit stávající zařízení z tenkých vrstviček oxidů kovů. Displej z grafenu je navíc pevnější než doposud vyráběné z oxidů india a cínu.
Díky polovodivosti a tloušťce síťky pouhý jeden atom je možné z grafenu vyrobit tranzistory, které jsou teoreticky schopné pracovat až do frekvence 1 THz. Navíc je lze skládat do velice kompaktních celků. Díky těmto vlastnostem se do budoucna počítá s využitím grafenu v mikroprocesorech a pamětech.
