2010年诺贝尔物理学奖授予了安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov），以表彰他们在二维材料石墨烯的开创性实验。两位科学家均出生于前苏联，海姆现为荷兰籍，诺沃肖洛夫拥有英国和俄罗斯双重国籍。诺沃肖洛夫在荷兰奈梅亨大学攻读博士时，海姆是他的导师，随后他们共同前往英国曼彻斯特大学工作。

石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维晶体，是碳的同素异形体之一。此前，人们普遍认为如此薄的晶体结构在热力学上不稳定，但海姆和诺沃肖洛夫通过一种简单而巧妙的方法——使用胶带反复剥离石墨——成功制备出稳定存在的石墨烯。这一突破颠覆了传统认知，开启了二维材料研究的新纪元。

石墨烯具有卓越的物理性质：其导电性堪比铜，导热性超过所有已知材料，且几乎完全透明，甚至允许氦原子通过。这些特性源于其二维结构带来的量子效应，而非石墨本身的属性。石墨烯的潜在应用极为广泛：例如，卷曲石墨烯可形成碳纳米管；基于石墨烯的晶体管有望大幅提升计算机速度；其透明导电性可用于制造触摸屏和太阳能电池；与塑料复合可制备轻质、高强度的新型材料，应用于航空航天和汽车工业。

自1901年至2009年，诺贝尔物理学奖共颁发103次，其中6年未颁奖，共有186人获奖，约翰·巴丁是唯一两次获奖者。女性获奖者仅两位，最年轻的获奖者是劳伦斯·布拉格，1915年获奖时年仅25岁。