2D-materialen verwijzen naar een klasse stoffen die slechts één of twee atomen dik zijn, waardoor ze uitzonderlijk dun zijn met een tweedimensionale structuur. Het bekendste voorbeeld is grafeen, een enkele laag koolstofatomen gerangschikt in een hexagonaal rooster. De primaire functies van deze materialen zijn onder meer het dienen als geleidende, mechanische of thermische interfaces, en het bezitten van een reeks elektrische, optische en chemische eigenschappen die verschillen van hun 3D-tegenhangers. Vanwege hun unieke eigenschappen, zoals hoge sterkte, flexibiliteit en geleidbaarheid, zorgen 2D-materialen voor een revolutie in verschillende technologische toepassingen.
De belangrijkste toepassingen van 2D-materialen strekken zich uit over een groot aantal industrieën, waaronder de elektronica, waar ze gebruikt als transistors en sensoren; energie, waar ze efficiënte zonnecellen en batterijen maken; en op medische gebieden, waar ze bijdragen aan medicijnafgiftesystemen en biosensoren. Hun kenmerken, zoals een groot oppervlak, sterkte en elektrische geleidbaarheid, maken ze perfect voor deze geavanceerde toepassingen. Bekende fabrikanten van 2D-materialen zijn onder meer bedrijven als Graphenea, 2D Materials Pte Ltd en 2D Semiconductors.