탄소원자들이 벌집 모양으로 얽혀 있는 얇은 막 형태의 나노 소재. 탄소원자들이 원통 모양으로 연결된 탄소나노튜브와는 전혀 성질이 다르다. 인류가 발견한 최초의 ‘2차원 결정’이라고도 불린다. 2004년 발견됐으며 2010년 노벨물리학상의 주제로 선정됐다. 강도는 강철의 200배로 다이아몬드와 유사하며 열전도율은 구리의 13배, 전기 전도성은 실리콘의 100배에 달해 다양한 소재로 활용이 가능하다. 그래핀을 통과하는 전자는 초당 105m 속도(빛 속도의 300분의 1)로 흐른다. 형태가 조금만 바뀌어도 전기적 성질이 바뀌는 탄소나노튜브보다 훨씬 안정적이다. 휘거나 비틀어도 깨지지 않아 '플렉서블 디스플레이'의 원천 기술로 주목받고 있다. 또한 초고속 나노 메모리, 차세대 태양전지, 핸드폰 등 적용 범위가 무궁무진하다. 그래핀을 활용해 반도체를 만들면 실리콘 반도체보다 처리속도를 3~30배, 이론적으로는 142배까지 높일 수 있다. 2012년 5월 삼성전자 종합기술원은 그래핀을 이용한 새로운 트랜지스터 구조를 개발함으로써 그래핀을 활용한 반도체생산에 한발 다가 서게 됐다.