1991年日本nec公司的飯島純雄(sumio iijima)首次利用電子顯微鏡觀察到中空的碳纖維，直徑一般在幾納米到幾十個納米之間，長度為數(shù)微米，甚至毫米，稱為“碳納米管”。理論分析和實驗觀察認為它是一種由六角網(wǎng)狀的石墨烯片卷成的具有螺旋周期管狀結(jié)構(gòu)。

正是由于飯島的發(fā)現(xiàn)才真正引發(fā)了碳納米管研究的熱潮和近十年來碳納米管科學和技術(shù)的飛速發(fā)展。按照石墨烯片的層數(shù)，可分為：

1.單壁碳納米管（single-walled nanotubes, swnts）：由一層石墨烯片組成。單壁管典型的直徑和長度分別為0.75～3nm和1～50μm。又稱富勒管(fullerenes tubes)。

2.多壁碳納米管（multi-walled nanotubes, mwnts）：含有多層石墨烯片。形狀象個同軸電纜。其層數(shù)從2～50不等，層間距為0.34±0.01nm，與石墨層間距(0.34nm)相當。多壁管的典型直徑和長度分別為2～30nm和0.1～50μm。