石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至 2004 年，物理学家安德烈 · 海姆和康斯坦丁 · 诺沃肖洛夫成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，从而证实它可以单独存在，两人也因 “ 在二维石墨烯材料的开创性实验 ” 共同获得 2010 年诺贝尔物理学奖。
石墨烯有 “ 黑金子 ” 之称，资料显示，石墨烯是已知材料中最薄的一种，只有 0.34 纳米厚，肉眼不可见，一根头发丝的直径大概等于十万层石墨烯叠加起来的厚度。特殊的结构形态使其具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时也具有很强的韧性、导电性和导热性，是一种理想的替代型材料，被认为将在半导体、光伏、锂电池、航天、军工、LED、触控屏等大量领域带来材料革命。
