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狀的石墨烯片卷成的具有螺旋周期管狀結構。

正是由于飯島的發(fā)現才真正引發(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的飛速發(fā)展。按照石墨烯片的層數，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。