碳元素有五个常见的同素异构体。最早认识到的是石墨、金刚石，然后是年，KrotoH.W.、SmalleyR.E.、和CurlR.F.共同发现了富勒烯C60。

再后来，年，著名电镜学家和纳米材料科学家，NEC主任研究员饭岛澄男在电弧法制备的碳材料里发现了碳纳米管。年在《自然》杂志上发文，宣布观察到碳纳米管，由此开拓出一维纳米材料的全新研究领域，为推动纳米科技的发展做出巨大贡献，该论文单篇已被引用两万五千余次，居于该领域之首。

石墨碳螺旋微管

年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（AndreGeim）和康斯坦丁·诺沃消洛夫用胶带机械剥离出了石墨烯。有趣的是，石墨烯的发现和碳纳米管的发现都引起了学术界产业界的广泛

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