Materiały 2D odnoszą się do klasy substancji mających tylko jeden lub dwa atomy grubości, co czyni je wyjątkowo cienkimi i mają dwuwymiarową strukturę. Najbardziej znanym przykładem jest grafen, pojedyncza warstwa atomów węgla ułożonych w sześciokątną siatkę. Podstawowe funkcje tych materiałów obejmują pełnienie roli przewodzących, mechanicznych lub termicznych interfejsów, a także posiadanie szeregu właściwości elektrycznych, optycznych i chemicznych, które różnią się od ich odpowiedników 3D. Ze względu na swoje unikalne właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość, elastyczność i przewodność, materiały 2D rewolucjonizują różne zastosowania technologiczne.
Główne zastosowania materiałów 2D obejmują wiele branż, w tym elektronikę, gdzie są stosowane stosowane jako tranzystory i czujniki; energia, gdzie produkują wydajne ogniwa i baterie słoneczne; oraz w medycynie, gdzie przyczyniają się do systemów dostarczania leków i biosensorów. Ich właściwości, takie jak duża powierzchnia, wytrzymałość i przewodność elektryczna, czynią je idealnymi do tych zaawansowanych zastosowań. Znani producenci materiałów 2D to firmy takie jak Graphenea, 2D Materials Pte Ltd i 2D Semiconductors.