2010年诺贝尔物理学奖被授予两位研究人员，他们首次进行了石墨烯（graphene）试验，这是一种二维碳原子片。这个奖项授予英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•杰姆（Andre Geim）和康斯坦丁•诺沃塞劳乌（Konstantin Novoselov）以确认他们的工作，他们的工作开始于不到十年前，所研究材料从此被用来制造破纪录的晶体管和可伸展电极。

　　石墨烯这种材料具有许多绝佳性能：它是室温下最好的导电体，也是迄今测试过的最强的材料。它也是一种良好的热导体，而且透明又有弹性。在杰姆和诺沃塞劳乌的工作之前，已经有人推断这种物质存在，并预测它可以用来制造晶体管，这种晶体管将比今天硅芯片中的晶体管快100倍以上。但直到2004年，英国研究人员才制造和测试石墨烯，此前，许多物理学家都猜想，这种单原子厚的材料会不稳定。

　　2004年，杰姆和诺沃塞劳乌在实验室制成石墨烯，他们用胶带剥离一大块石墨，使它变成越来越薄的超薄片，正像他们的视频中演示的一样。一片石墨烯是单层碳原子，被缠绊在一个蜂窝状的、重叠的六边形模型中。

　　石墨烯是一种天然材料。石墨烯层构成铅笔芯中所见的石墨。当你用铅笔在一张纸上划线时，这些石墨层就会变成碎屑，留下薄薄一层，这些就是碳片。粉碎石墨，用胶带剥落，使形成越来越薄的超薄片，最终制成的薄片只有一个原子厚，这样，杰姆和诺沃塞劳乌就能制成适用数量的石墨烯，可以进行研究，也可以消除有关石墨烯稳定性的疑虑。

　　在2004年的前期工作中，他们不仅表明已制成石墨烯，而且也说明了石墨烯的电学性质，他们制成石墨烯样品并连接到电极。“他们不是第一个看到石墨烯的，但可以肯定的是，正是杰姆和诺沃塞劳乌打开了一扇门，从而可以研究石墨烯，”詹姆斯•图尔（James Tour）说，他是莱斯大学（Rice University）化学教授。

　　他们开发出这一实验系统来研究这种材料，杰姆和诺沃塞劳乌和其他研究人员就发现了一些不平常的事情。首先， 石墨中的电子表现得好像它们没有质量，俯冲速度高达100万米/秒。（与之相比，光在真空中的速度是3亿米/秒）。通常，电子会跳开导电材料内的障碍，而电子在穿越这种完美的蜂窝状石墨格栅时，都会是轻而易举的。

　　石墨烯完美的结构产生了奇特的量子效应，物理学家正在研究。除了这种材料的电气性能之外，它的透明度，以及它的强度，都已被工程师们抓住，以制造各种物品，从触摸屏到太阳能电池到轻便结构材料等等。IBM公司研究人员正在开发石墨烯晶体管阵列，这将使取代传统的硅。三星的一个小组正在开发可印刷的石墨电极，用于透明的弹性触摸屏。

　　因认识到这种材料的巨大价值，麻省理工学院《技术评论》特别刊载了乔治亚理工学院在石墨烯晶体管方面的工作，把它作为2008年最有前途的一项新兴技术；同年，我们授予诺沃塞劳乌我们的年轻创新者奖，即TR35创新者奖。

　　杰姆和诺沃塞劳乌的技术可以用来制作石墨烯，相对来说是少量的，但足以供实验室研究和制作测试装置，只是远远不够进行生产。在后来的这些年中，研究人员们开发出各种方法，以大量生产这种材料，现在，他们正在学习如何用它制作各种装置。

　　“现在，我们必须找到一些方法来合成石墨烯，既可靠，而且规模又大，要使这些技术可以在某种程度上进行再生产，而且具有经济意义，”阿沃利斯•费敦（Avouris Phaedon）说，他是开发石墨烯晶体管和光电探测器的研究人员，在IBM沃森研究中心（Watson Research Center）工作，该中心在纽约约克敦高地（Yorktown Heights）。