2D-materialer refererer til en klasse af stoffer, der kun er et eller to atomer tykke, hvilket gør dem usædvanligt tynde med en todimensionel struktur. Det mest kendte eksempel er grafen, et enkelt lag af kulstofatomer arrangeret i et sekskantet gitter. Disse materialers primære funktioner omfatter at tjene som ledende, mekaniske eller termiske grænseflader, samt besidde en række elektriske, optiske og kemiske egenskaber, der er forskellige fra deres 3D-modstykker. På grund af deres unikke egenskaber, såsom høj styrke, fleksibilitet og ledningsevne, revolutionerer 2D-materialer forskellige teknologiske anvendelser.
De vigtigste anvendelser af 2D-materialer spænder over et væld af industrier, herunder elektronik, hvor de er bruges som transistorer og sensorer; energi, hvor de laver effektive solceller og batterier; og inden for medicinske områder, hvor de bidrager til lægemiddelleveringssystemer og biosensorer. Deres egenskaber som højt overfladeareal, styrke og elektrisk ledningsevne gør dem perfekte til disse avancerede applikationer. Bemærkelsesværdige producenter af 2D-materialer omfatter virksomheder som Graphenea, 2D Materials Pte Ltd og 2D Semiconductors.