奈米碳管（carbon nanotube）

拿一片石墨烯——那一個原子厚的碳蜂巢——把它捲成一個無縫的圓柱，就像把一片鐵絲網捲成管子、再把邊緣焊起來。結果就是奈米碳管：一根中空的管子，管壁是單一層碳原子，通常約 1 奈米粗，但長度能達到直徑的數千倍。管端常由一個圓頂帽封住，那頂帽是半個富勒烯。它其實就是一個捲起來、變成一維物體的二維晶體。

有兩個家族。單壁奈米碳管是一片捲起的薄片，管壁只有一個原子厚。多壁奈米碳管則是幾根管子像年輪一樣一根套一根，每一根與下一根之間隔著約 0.34 奈米的間隙、靠微弱的凡得瓦力相繫——這間距和石墨的層間距一樣。由於管壁就是石墨烯，碳-碳鍵是同樣短而強的 0.142 奈米鍵，這正是為什麼奈米碳管是已知最硬、最強的材料之一，也是為什麼它沿長度方向如此善於傳導熱與電。繞圓周被局限、沿軸向自由，一根奈米碳管是一根近乎理想的量子線。

最重要的單一結構事實是：你怎麼捲那片薄片很關鍵。捲得筆直、或帶著斜度，你會得到直徑不同、蜂巢繞管傾斜程度不同的管子——這性質叫手性——而這個捲法的選擇，決定了同樣的那些碳原子究竟形成金屬還是半導體。所以一根奈米碳管的電子特性純粹由它的幾何決定。奈米碳管出現在強韌的複合材料、導電薄膜與奈米電子學中，而結構始終牢牢掌握著方向盤。