由于其独特的导电特性，石墨烯一直是学术和工业环境中深入研究的焦点。作为人类已知的最薄的材料，石墨烯本质上是二维的，并且具有不同于传统 3D 材料的电子和光子特性。普渡大学的研究人员(Todd Van Mechelen、Wenbo Sun 和 Zubin Jacob)已经证明，石墨烯的粘性流体(固体中的电子碰撞可以表现得像流体)在边缘支持单向电磁波。这些“边缘波”与物质的新拓扑相联系在一起，象征着材料中的相变，与从固体到液体的转变不同。

这种石墨烯新相的一个显着特点是光沿着材料的边缘在一个方向上传播，并且对无序、缺陷和变形具有鲁棒性。普渡大学的研究人员利用这种非互惠效应开发了“拓扑循环器”——世界上最小的信号单向路由器——这可能是片上全光处理的一个突破。

环行器是集成光电路中的基本构建块，但由于其庞大的组件和当前技术的窄带宽，一直抵制小型化。拓扑环行器通过超亚波长和宽带克服了这一问题，这得益于物质的独特电磁相位。应用包括信息路由和量子和经典计算系统之间的互连。