Die Entdeckung der Fullerene (Modifikation von Kohlenstoff, fußballartige Kohlenstoffmoleküle) im Jahr 1985 setzte eine neue Entwicklung in Gang, die zu nachhaltigen Einflüssen auf viele Bereiche der Technik als auch des täglichen Lebens führen wird. Denn die logische Folge war die Entwicklung der „verlängerten“ Fullerene, der Kohlenstoff-Nanoröhrchen: Kohlenstoff-Nanoröhren (engl.: carbon nanotubes, CNT) bilden neben Graphit, Diamant und Fullerenen eine weitere Modifikation des Elements Kohlenstoff. Die Kohlenstoff-Atome sind dabei in Sechsecken angeordnet. Die Struktur entspricht einer aufgerollten einatomigen Schicht von Graphit (auch Graphen genannt), so dass ein Hohlzylinder mit typischerweise wenigen Nanometern Durchmessern und bis zu einigen Millimetern Länge entsteht. Man unterscheidet grundsätzlich mehrwandige und einwandige Kohlenstoff-Nanoröhren, in der Literatur meist auch MWNTs und SWNTs (von englisch multi walled nanotubes und single walled nanotubes) abgekürzt. Kohlenstoff-Nanoröhren zeigen aufgrund von Van-der-Waals-Kräften eine starke Tendenz sich zu Bündeln zu vereinigen.

Diese neue Kohlenstoffvariante hat technisch sehr interessante Eigenschaften: die Röhrchen sind sehr stabil, was ihre Zugfestigkeit angeht. Die Zugfestigkeit einer mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhre wurde zu 63 GPa bestimmt, das entspricht etwa dem 50-fachen von Stahl. Sie können isolierend, halbleitend oder metallisch leitend sein, was ihre elektrischen Eigenschaften angeht. Je nachdem, wie sie hergestellt werden, können diese Eigenschaften direkt eingestellt werden, was unterschiedlichste Anwendungen denkbar macht. Beispiele hierfür sind: Transistoren aus Nanoröhren, Nanoröhrenspeicher, Nanoröhren zur Verbesserung von Kunststoffen, für die Messtechnik.