カーボンナノチューブ
ナノインデンター硬度測定法による硬度は62~150GPaでダイヤモンド150GPaに匹敵し、体積弾性率は462~546GPaでダイヤモンド420GPaを超える。ラマン効果を用いたスペクトル計測では、不可逆変化を起こしている事が分かった。なおダイヤモンドは絶縁体である。フラーレンを用いて同様の方法で製作された物質にハイパーダイヤモンドがある。ダイヤモンドの2倍程度の硬度とされる。
複合材として用いる事で、ハイパービルディングや大型の橋梁用ケーブル、自動車、航空機、戦闘機、宇宙船などの従来物質では不可能な構造物への応用が考えられる。また、スポーツ製品や自転車などの一般製品にも利用され始めている。
シリコンゴムのような性質で、極環境下でも粘弾性を持つCNTが発見されている。この物体は、-196 °Cから1000 °Cの温度範囲で粘弾性を示し、-140~600 °Cで、0.1~100ヘルツの振動数範囲では、周波数に依存しない安定した粘弾性を示す。さらに100ヘルツで1%のねじり歪みを100万回加えた後も、劣化や破断がない。
各種フラーレンを内包したピーポッドやTCNQ、カロテノイド、種々のポルフィリンなどの有機分子を内包したものが作製されている。 最近になって単層カーボンナノチューブ内部では水の融点が高くなり、常温常圧下でも氷を作ることが発見された。
微細繊維の形をとる場合があるため、防刃チョッキや防弾チョッキ用のケブラーに変わる高強度繊維としての利用も考えられているが、同時にアスベスト状の毒性を示す可能性があると指摘されている(後述)。
終端処理したMWNTは極低温において超電導を示す。転移温度 T c {\displaystyle T_{c}} =12Kで、グラファイト構造などが寄与するものと考えられる。
各種薬品への耐性が高いことも特徴の一つだが、これは溶解させるのが困難ということでもあり、研究においては妨げとなっていた。しかし近年では分散剤として、ピレンやポルフィリンの誘導体などが有効であることを、中嶋直敏らグループ(九州大学)が確認している。またカテキンの水溶液(日本茶)にも可溶性を示すが、これは中嶋らが研究室内にあったサントリーの伊右衛門を溶媒に試して偶然発見した。
この他の性質に関しても、さらなる利用価値を探して研究が進められている。
一方、米国では、1979年にペンシルベニア州立大学の会議において、ジョン・エイブラハムソンがアーク放電によって低圧の窒素雰囲気中に生成されたカーボン繊維の特殊性について述べており(文献発表は1999年)、1981年にはソビエト連邦の研究者らによって、カーボンナノチューブの表面に当たるグラフェンシートの幾何学構造についての考察文献が発表されている。1987年にはハワード・G・テネットによってカーボンナノファイバーの直径が3.5nmから70nmの間とされる事やその応用性について述べられた。
1991年、日本の飯島澄男(当時NEC筑波研究所研究員。現・名城大学終身教授、NEC特別主席研究員)によって、フラーレンを作っている途中にアーク放電した炭素電極の陰極側の堆積物中から初めてTEM(透過電子顕微鏡)によって発見された。この発見には幸運だけではなく、高度な電子顕微鏡技術も大きな役割を果たしていた。また、電子顕微鏡で観察・発見したというだけでなく、電子線回折像からナノチューブ構造を正確に解明した点に大きな功績が認められている。このときのCNTは多層CNT (MWNT) であった。
2018年、大陽日酸と東邦化成は世界で初めてフッ素樹脂に導電性を付与を実現し、商品化した。大陽日酸の長尺カーボンナノチューブとフッ素樹脂の成形加工を用いて、ポリクロロトリフルオロエチレンに機能付与した。高機能フッ素樹脂として半導体製造装置関連や薬液供給関連といった分野への適用が見込まれる。